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sábado, 11 de junio de 2011

Alimentando su coche con calor residual A finales de verano, unos nuevos materiales termoeléctricos serán puestos a prueba en vehículos BMW, Ford y Chevrolet.


Los materiales semiconductores termoeléctricos,
que convierten el calor en electricidad,
podrían recuperar este calor residual,
reduciendo las necesidades de combustible de los vehículos y mejorando
el ahorro de combustible en al menos un 5 por ciento. Sin embargo, el
bajo rendimiento y el alto coste de los materiales termoeléctricos actuales
ha evitado que estos
dispositivos fueran llevados a la práctica en los vehículos.
En este momento, varios investigadores están montando los primeros
prototipos de generadores termoeléctricos para ser probados en los
coches y todoterrenoscomerciales. Estos dispositivos representan la
culminación de varios avances realizados de forma independiente por
el fabricante de dispositivos termoeléctricos
BSST, en Irwindale, California, y en General Motors Global R&D,
en Warren, Michigan. Ambas empresas tienen planeado instalar y probar sus
prototipos a finales del verano—BSST en coches BMW y Ford, y GM en los
todoterreno Chevrolet.
BSST utiliza materiales nuevos. El telururo de bismuto, un termoeléctrico común,
contiene teluro, que es caro, y sólo funciona a temperaturas inferiores a 250°C,
mientras que los generadores termoeléctricos pueden alcanzar los 500°C.
Por estas razones, BSST utiliza otra familia de termoeléctricos—aleaciones de
hafnio y circonio—que funcionan bien a altas temperaturas. Esto ha aumentado
la eficiencia del generador en un 40 por ciento.
En GM, los investigadores están montando un prototipo final basado en una
nueva y prometedora clase de termoeléctricos llamada skutteruditas, que son
más baratas que los telururos y funcionan mejor a altas temperaturas.
Los modelos por ordenador de la empresa muestran que, en su vehículo de
prueba Chevrolet Suburban, este dispositivo debería poder generar 350 vatios,
mejorando el ahorro de combustible en un 3 por ciento.
La fabricación de skutteruditas, que son compuestos de arseniuro de cobalto
dopados con elementos de tierras raras, tales como el iterbio, es un proceso
largo y complicado, y su incorporación en los dispositivos es difícil, comenta
Gregory Meisner, científico de GM. El reto fundamental es obtener buenos
contactos eléctricos y térmicos. El importante gradiente de temperatura a lo
largo del dispositivo provoca una tensión mecánica sobre la interfaz
contacto-termoeléctrico. Además, la unión de los diferentes materiales introduce
resistencias que calientan el contacto, degradando el dispositivo. "Mediante una
elección adecuada de los materiales, se puede afectar a la resistencia", explica
Meisner. "El reto es llegar a la fórmula adecuada para los materiales—tanto
para el semiconductor termoeléctrico como para el contacto."

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