Gerador termoelétrico projetado por computador fica 8x mais eficiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/05/2026

O projeto otimizado por computador passou pela validação experimental, que confirmou melhorias de 8x.
[Imagem: Jungsoo Lee et al. - 10.1038/s41467-026-69901-3]

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A termoeletricidade é uma das fontes alternativas de energia mais promissoras porque permite não apenas aproveitar as mais diversas formas de calor disponíveis na natureza - do calor do corpo humano ao calor do Sol - como também reciclar o calor que geramos com nossas tecnologias.

O problema é que não basta desenvolver materiais termoelétricos mais eficientes na conversão direta do calor em eletricidade: Construir um gerador termoelétrico exige fazer uma cuidadosa combinação de inúmeros fatores, incluindo o formato do gerador, o caminho do fluxo de calor, a distribuição da resistência elétrica, as perdas por contato, as condições práticas de operação etc.

Jungsoo Lee e colegas da Universidade de Ciência de Tecnologia de Pohang, na Coreia do Sul, acharam que era trabalho demais para fazer experimentalmente, por tentativa e erro, e então entregaram a tarefa para um programa de computador baseado na otimização topológica, um método de projeto computacional que permite determinar a geometria tridimensional mais eficiente para uma dada tarefa.

Assim, em vez de partir de uma forma predefinida, o programa avalia todas as condições do projeto e gera estruturas que maximizam a eficiência. Além do ganho de velocidade, evitando experimentos caros e exaustivos, esta abordagem permite levar em consideração parâmetros operacionais realistas, como o ambiente térmico, as propriedades dos materiais, a resistência de contato, a carga elétrica etc.

Esquema do gerador termoelétrico baseado em otimização topológica, cuja versão experimental foi construída por impressão 3D.
[Imagem: Jungsoo Lee et al. - 10.1038/s41467-026-69901-3]

Formato estranho, eficiência recorde

Os projetos de geradores termoelétricos gerados pela ferramenta surpreenderam não apenas pelo desempenho, mas também por serem muito diferentes dos convencionais.

Os geradores termoelétricos tradicionais são normalmente construídos em formatos retangulares simples, por serem fáceis de fabricar e testar. O programa, no entanto, produziu geometrias incomuns, incluindo estruturas em forma de I e em forma de ampulheta assimétrica - formas que seriam difíceis de conceber apenas por intuição.

Mas o jeito esquisitão do gerador vale pena: O melhor dos protótipos testado experimentalmente atingiu uma eficiência de geração de energia de 8,2 vezes maior do que um gerador retangular convencional feito do mesmo material, um ganho que se pode chamar de revolucionário sem risco de exagero.

Analisando os resultados, a equipe constatou que o modelo gerado por computador controla com precisão o fluxo de calor, aumenta a diferença de temperatura e, simultaneamente, minimiza a resistência elétrica e as perdas relacionadas ao contato.

"Este estudo é significativo porque vai além do foco convencional na descoberta de materiais melhores e introduz um novo caminho para melhorar o desempenho através da otimização orientada pelo projeto, adaptada a ambientes térmicos reais," disse o professor Jae Sung Son. A equipe agora pretende integrar seu programa com ferramentas de IA, em busca de resultados ainda melhores.

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