El calor que desprenden máquinas, electrodomésticos o procesos industriales suele terminar disipándose en el ambiente sin ningún aprovechamiento. Un equipo del Instituto de Micro y Nanotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado ahora una forma más sencilla de fabricar materiales capaces de transformar esas diferencias de temperatura directamente en electricidad. La investigación utiliza finas películas de seleniuro de plata y seleniuro de cobre y ha conseguido resultados especialmente elevados a temperatura ambiente. El avance busca acercar este tipo de tecnología a procesos de fabricación más fáciles de trasladar a la industria.

Los materiales termoeléctricos generan electricidad cuando existe una diferencia de temperatura entre dos de sus extremos, un fenómeno conocido como efecto Seebeck. Esto permite aprovechar energía térmica que, de otro modo, se perdería en forma de calor.

La principal novedad del equipo español está en la forma de fabricar estos materiales. Los investigadores utilizan electrodeposición, un proceso electroquímico que permite crear películas muy finas a partir de disoluciones acuosas y trabajando a temperatura ambiente. Así se evitan técnicas que requieren cámaras de vacío o tratamientos a temperaturas elevadas, más complejos y costosos.

Controlando las condiciones del proceso, los científicos consiguieron modificar la composición y la estructura microscópica de los materiales para mejorar su capacidad de generar electricidad. El seleniuro de plata alcanzó uno de los mayores rendimientos registrados entre los materiales termoeléctricos de tipo n a temperatura ambiente, mientras que el rendimiento del seleniuro de cobre multiplicó por cinco el obtenido anteriormente mediante electrodeposición.

“La electrodeposición es una técnica sencilla, que se realiza con equipos relativamente simples y pequeñas cantidades de reactivos”, explica Cristina V. Manzano, investigadora del CSIC. Estas características, añade, le proporcionan un importante potencial para avanzar hacia una fabricación escalable y más fácilmente asumible por la industria.

El CSIC desarrolla una nueva forma de convertir calor residual en electricidad

Los investigadores combinaron posteriormente ambos materiales para construir un prototipo de generador termoeléctrico. Con una diferencia de temperatura de apenas 12 grados, el dispositivo consiguió una densidad máxima de potencia de 8,5 vatios por metro cuadrado, demostrando que las películas pueden trabajar conjuntamente para transformar calor en electricidad.

La estabilidad es otro de los resultados destacados. Tras ocho meses y 40 ciclos de variación de temperatura, las propiedades de los materiales apenas experimentaron cambios: alrededor de un 2% en su conductividad eléctrica y un 6% en el coeficiente que determina su respuesta termoeléctrica.

Entre sus posibles aplicaciones se encuentra recuperar parte del calor residual generado por procesos industriales y equipos domésticos, pero también alimentar pequeños sensores autónomos, dispositivos del internet de las cosas o tecnologías portátiles sin depender exclusivamente de baterías convencionales.

La tecnología todavía necesita mejorar la arquitectura de los dispositivos y estudiar con mayor profundidad cómo circula el calor antes de plantear una implantación a gran escala. Pero el avance demuestra que parte de una energía que actualmente se pierde podría convertirse algún día en un recurso útil: aprovechar el calor que ya generamos para producir nueva electricidad.