(Phys.org)—La peinture de nos jours devient beaucoup plus qu'elle ne l'était. Déjà des chercheurs ont mis au point des peintures photovoltaïques, qui peut être utilisé pour fabriquer des "cellules solaires peintes" qui captent l'énergie du soleil et la transforment en électricité. Maintenant dans une nouvelle étude, des chercheurs ont créé de la peinture thermoélectrique, qui capte la chaleur résiduelle des surfaces peintes chaudes et la convertit en énergie électrique.

« Je m'attends à ce que la technique de peinture thermoélectrique puisse être appliquée à la récupération de chaleur perdue à partir de surfaces de sources de chaleur à grande échelle, comme les bâtiments, voitures, et navires de plaisance, " Jae Sung Fils, co-auteur de l'étude et chercheur à l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST), Raconté Phys.org .

"Par exemple, la température du toit et des murs d'un bâtiment monte à plus de 50 °C en été, " dit-il. " Si nous appliquons de la peinture thermoélectrique sur les murs, nous pouvons convertir d'énormes quantités de chaleur résiduelle en énergie électrique."

La peinture thermoélectrique est très différente des matériaux thermoélectriques conventionnels, qui sont généralement fabriqués à plat, copeaux rigides. Ces appareils sont ensuite attachés à des objets de forme irrégulière qui émettent de la chaleur perdue, comme les moteurs, centrales électriques, et réfrigérateurs. Cependant, le contact incomplet entre ces surfaces courbes et les générateurs thermoélectriques plats entraîne des pertes de chaleur inévitables, diminuant l'efficacité globale.

Dans la nouvelle étude publiée dans Communication Nature , Parc Sung Hoon et al ., de l'UNIST, l'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST), et le Korea Electrotechnology Research Institute, ont résolu ce problème de contact incomplet en démontrant que la peinture thermoélectrique adhère facilement à la surface de pratiquement n'importe quelle forme.

La peinture thermoélectrique contient les particules thermoélectriques tellurure de bismuth (Bi 2 Te 3 ), qui sont couramment utilisés dans les dispositifs thermoélectriques conventionnels. Les chercheurs ont également ajouté des aides au frittage moléculaire qui, lors du chauffage, faire fusionner les particules thermoélectriques, augmenter la densité de ces particules dans la peinture ainsi que leur efficacité de conversion énergétique (les valeurs ZT vont jusqu'à 0,67 pour les particules de type n et 1,21 pour les particules de type p).

Les chercheurs ont démontré que la peinture thermoélectrique peut être peinte sur une variété de surfaces incurvées émettant de la chaleur. Après frittage de 10 minutes à 450 °C, les couches peintes forment un film uniforme d'environ 50 micromètres d'épaisseur.

Les tests ont montré que les appareils peints avec la peinture thermoélectrique présentent une densité de puissance de sortie élevée (4 mW/cm ² pour les appareils de type plan et 26,3 mW/cm ² pour les appareils de type plan traversant). Ces valeurs sont compétitives avec les matériaux thermoélectriques conventionnels et meilleures que tous les dispositifs thermoélectriques à base d'encres et de pâtes.

Outre les applications thermoélectriques traditionnelles, les chercheurs s'attendent à ce que la peinture thermoélectrique ait le potentiel d'être utilisée comme récupérateur d'énergie thermoélectrique portable. La technologie développée ici pourrait également être utilisée dans l'électronique imprimée en 3D et l'art électronique peint. Les chercheurs prévoient de poursuivre ces applications à l'avenir.

« Nous prévoyons de développer un traitement à température ambiante, insensible à l'air, et des procédés de peinture et de peinture thermoélectriques évolutifs pour des applications pratiques, " dit Fils.