Energia

Gerador de silício transforma calor de processadores em eletricidade
Os geradores termoelétricos também poderão ser usados para alimentar implantes médicos no corpo humano. [Imagem: A-Star]

Efeito termoelétrico com silício

A busca por soluções para o elevado calor dissipado pelos processadores está produzindo resultados cada vez criativos.

Apenas nos últimos dias, foi apresentada uma técnica que usa "metal líquido" para alimentar e retirar calor dos chips e outra capaz de usar o calor dos processadores para produzir frio.

Agora, pesquisadores de Cingapura usaram o calor dissipado por um processador para gerar eletricidade, que pode ser usada para "auto-alimentar" o próprio circuito.

O minúsculo gerador de estado sólido usa nanofios de silício para coletar o calor e produzir eletricidade por meio do efeito termoelétrico.

A ideia não é nova, mas até agora ninguém havia tido sucesso porque os materiais termoelétricos não são compatíveis com a tecnologia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors), usada para fabricar os processadores.

Nanofios de silício

Frente a essa dificuldade, Navab Singh e seus colegas da Universidade de Cingapura voltaram sua atenção para o próprio silício, que até agora não havia dado sinais promissores quanto aos seus dotes termoelétricos.

Singh e seus colegas descobriram que, enquanto o silício bruto não é bom para a tarefa, tudo muda quando ele é transformado em nanofios.

"Nanofios de silício têm propriedades termoelétricas muito melhores do que seu material-pai porque eles têm uma condutividade termal muito mais baixa," explicou ele.

Os pesquisadores construíram seu gerador termoelétrico conectando duas placas de metal com "pernas" feitas alternadamente de aglomerados de nanofios de silício de tipo negativo (no qual elétrons em excesso transportam as cargas), e aglomerados de nanofios de silício de tipo positivo (no qual as cargas são representadas pelas lacunas, ou ausências de elétrons).

Energia do corpo humano

Segundo os pesquisadores, o gerador termoelétrico poderá ser usado para "auto-alimentar" seções dos circuitos eletrônicos.

"Mais do que isso, eles poderão ser usados para gerar energia e recarregar as baterias em sistemas com maior fluxo de calor, como automóveis, lasers semicondutores e fotodetectores," sugere Singh.

Singh acredita que os geradores termoelétricos também poderão ser usados para alimentar implantes médicos no corpo humano.

"Eles poderão ser construídos na dimensão adequada e, como não têm partes móveis, serão seguros e vão durar por toda a vida do paciente. A energia poderia ser extraída usando o gradiente de temperatura entre o corpo e o ambiente," propõe o pesquisador.

E, claro, poderão ser usados como uma forma eficiente e de baixo custo para resfriar as áreas mais quentes dos processadores.

Bibliografia:

Chip-level thermoelectric power generators based on high-density silicon nanowire array prepared with top-down CMOS technology
Li, Y., Buddharaju, K., Singh, N., Lo, G. Q., Lee, S. J.
Electron Device Letters
Vol.: 32, 674-676 (2011)
DOI: 10.1109/LED.2011.2114634




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