Desenvolvimento de termocélulas nanoestruturadas do tipo em camadas e coplanar

Problemas ambientais acentuados por queimadas e combustíveis fósseis refletem na necessidade de desenvolver sistemas de monitoramento ambiental mais precisos, bem como, a reutilização do calor residual na conversão termoelétrica em processos industriais. Assim, nesta pesquisa foram desenvolvidas termocélulas baseadas em Buckypaper (BP) em dois arranjos: em camadas e coplanar. O BP foi produzido pela filtração a vácuo de Nanotubos de Carbono funcionalizados (NTCs-f) por meio de um papel filtro com poros de 14 μm. A Microscopia Eletrônica de Varredura mostrou um BP constituído por fibras de celulose impregnadas com TCs-f aglomerados. Por medição de duas pontas, uma fita BP (1,0 cm2) apresentou resistência elétrica de 0,92 kΩ a 300 K. Ao ser aquecido na faixa de 300-337 K, o BP reduziu em média 22,39% da sua resistência elétrica, caracterizando-se como termorresistor. Na termocélula em camadas, manter o eletrodo de cobre a temperatura ambiente enquanto o eletrodo de BP (área ativa: 5,5 cm2) foi excitado termicamente gerou uma potência termoelétrica (α) de 26,33 mV/K para ΔT = 3,0 K. Esse resultado é superior ao relatado em células termoeletroquímicas nanoestruturadas e encontra-se próximo ao obtido por silício comercial. Na termocélula coplanar, o BP foi conectado entre dois eletrodos de cobre que atuaram como lado quente e frio (resfriado por um dissipador) e alcançou α = -0,06 mV/K para ΔT = 19 K. Esse resultado foi inferior ao obtido para Bi2Te e superior ao alcançado por um BP autossustentado baseado em NTCs dopados com nitrogênio.