Quase 200 anos depois que o fa­sico francaªs Jean Peltier descobriu que a corrente elanãtrica que flui pela junção de dois metais diferentes pode ser usada para produzir um efeito de aquecimento ou resfriamento, os cientistas continuam a pesquisar novos materiais termoelanãtricos que possam ser usados ​​para geração de energia.

Pesquisadores que escrevem na Nature Materials , no entanto, dizem que éhora de intensificar os esforços para encontrar novos materiais para resfriamento termoelanãtrico.

Compostos de telaºrio de bismuto tem sido usados ​​para resfriamento termoelanãtrico por mais de 60 anos, e os pesquisadores afirmam que o fato de já haver uma demanda comercial pela tecnologia sugere que materiais melhores podem expandir o mercado.

“A maior parte do trabalho estãofocada em materiais de alta temperatura para geração de energia , mas ainda não hámercado la¡â€, disse Zhifeng Ren, diretor do Texas Center for Superconductivity da University of Houston e autor correspondente do artigo. "O resfriamento éum mercado existente, um mercado de bilhaµes de da³lares, e não houve muito progresso em materiais."

Ele e os coautores Jun Mao, pesquisador do TcSUH, e Gang Chen, engenheiro meca¢nico e nanotecnologista do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, pedem um foco maior no desenvolvimento de novos materiais avana§ados que funcionam a  temperatura ambiente ou pra³ximo a ela.

Os três faziam parte de um grupo que em 2019 publicou na revista Science um novo material que funciona com eficiência em temperatura ambiente e quase não requer telaºrio caro, um dos principais componentes do material atual de última geração.

O material, composto de magnanãsio e bismuto, era quase tão eficiente quanto o material tradicional de bismuto-telaºrio. O trabalho para melhorar o material estãoem andamento, disse Ren.

Os materiais termoelanãtricos funcionam explorando o fluxo da corrente de calor de uma área mais quente para uma área mais fria, fornecendo uma fonte de energia livre de emissaµes. Os materiais podem ser usados ​​para transformar o calor residual - de usinas de energia, tubos de escape de automa³veis e outras fontes - em eletricidade, e vários novos materiais foram relatados para essa aplicação, o que requer materiais para funcionar em temperaturas mais altas.

Os ma³dulos de resfriamento termoelanãtricos representam um desafio maior porque precisam trabalhar pra³ximos a  temperatura ambiente , tornando mais difa­cil alcana§ar uma alta figura de manãrito termoelanãtrica, uma manãtrica usada para determinar a eficiência de funcionamento de um material. Os materiais termoelanãtricos usados ​​para geração de energia alcana§am mais facilmente uma alta figura de manãrito porque operam em temperaturas mais altas - geralmente em torno de 500 graus centa­grados, ou cerca de 930 Fahrenheit.

Mas também hávantagens nos dispositivos de resfriamento termoelanãtricos: eles são compactos, operam silenciosamente e podem alternar quase instantaneamente entre aquecimento e resfriamento, permitindo um controle preciso da temperatura. Eles também operam sem gerar gases de efeito estufa prejudiciais a  camada de oza´nio.

Eles são usados ​​principalmente para pequenas aplicações, incluindo o transporte de suprimentos médicos e diodos laser de resfriamento.

"Para dispositivos de resfriamento em grande escala, um compressor éainda mais eficiente", disse Ren, que também éprofessor titular de física do MD Anderson. "Para sistemas menores ou para qualquer aplicação de resfriamento que exija um controle de temperatura muito preciso, o resfriamento regular por compressor não étão bom."

Mas a descoberta de novos e melhores materiais pode expandir o mercado.

“Se vocêpuder encontrar materiais com uma figura de manãrito mais alta, podera¡ ter um desempenho muito competitivo para refrigeradores ou atémesmo ar condicionado”, disse Ren. "Ainda não estãoaa­, mas não vejo por que não pode estar no futuro."