Notícia com publicação científica
Tecnologia de interruptores térmicos de óxido de cério pode revolucionar controle de fluxo de calor
Tecnologia de estado sólido usa material prontamente disponível e de menor custo que os materiais convencionais

Dr. Hiromichi Ohta

Representação artística de um interruptor térmico

3 de janeiro de 2025, 11:06

Fonte

Sher Baz, Universidade Hokkaido

Publicação Original

Universidade Hokkaido

Áreas

Bioeletrônica, Biofísica, Ciência dos Materiais, Engenharia Biomédica, Engenharia de Energia, Imagens Médicas, Sistemas de Controle, Sustentabilidade

Compartilhar

Resumo

Aplicáveis em sistemas onde o fluxo de calor é importante, os interruptores térmicos podem ser usados em condições onde existe calor residual, sistemas de energia renovável ou mesmo displays térmicos.

No Japão, pesquisadores deram um grande passo no sentido de melhorar a eficiência e a usabilidade destes interruptores, reduzindo seu custo e a pegada ecológica: usaram filmes finos de óxido de cério para aumentar a razão (liga-desliga) e a largura de comutação dos dispositivos.

Foco do Estudo

Desenvolver interruptores térmicos com alta eficiência, a partir de material de menor custo e prontamente disponível.

Por que é importante?

Interruptores térmicos, que podem controlar processos de transferência de calor, são essenciais para o avanço de sistemas sofisticados de gerenciamento térmico.

A tecnologia pode ser aplicada, por exemplo, em equipamentos ou dispositivos em que displays térmicos permitem a visualização de contraste de calor usando câmeras infravermelhas: a transmissão de luz de fundo (energia infravermelha do calor residual) pode ser controlada por interruptores térmicos.

Além disso, interruptores térmicos com boa eficiência também podem ser utilizados em setores de eletrônica, energia e recuperação de calor residual.

Estudo

Pesquisadores da Universidade Hokkaido e da Universidade de Tóquio, no Japão, liderados pelo Dr. Hiromichi Ohta, professor do Instituto de Pesquisa para Ciência Eletrônica da Universidade Hokkaido, usaram uma nova abordagem de uso de filmes finos de óxido de cério (CeO2) como material ativo em interruptores térmicos, uma alternativa altamente eficiente e sustentável. As descobertas foram publicadas na revista Science Advances.

Os pesquisadores desenvolveram interruptores térmicos de estado sólido de alto desempenho com alta razão (liga/desliga) e grande largura de comutação, a partir da redução/oxidação eletroquímica do óxido de cério.

Ao contrário de interruptores térmicos convencionais, que dependem de materiais escassos e caros, um diferencial da nova tecnologia é a utilização de óxido de cério, uma substância abundante e reconhecida por sua viabilidade econômica e sustentabilidade ecológica.

Os interruptores térmicos eletroquímicos de estado sólido baseados em CeO2 seriam dispositivos potenciais para obturadores térmicos e displays térmicos

Pesquisadores envolvidos no estudo

Resultados

A equipe de pesquisa mostrou que o desempenho do interruptor térmico baseado em óxido de cério tem um desempenho superior às tecnologias disponíveis.

“As métricas de desempenho permanecem consistentes após 100 ciclos de redução e oxidação, demonstrando durabilidade e confiabilidade notáveis ​​para uso prolongado em aplicações práticas”, destacou o professor Hiromichi Ohta.

O desenvolvimento de interruptores térmicos baseados em óxido de cério representa um avanço significativo na tecnologia de gerenciamento térmico, oferecendo amplas aplicações em setores como resfriamento eletrônico, visualização de imagens térmicas e sistemas de energia renovável.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas.

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Hiromichi Ohta

Professor do Instituto de Pesquisa para Ciência Eletrônica da Universidade Hokkaido

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Science Advances (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Hokkaido (em inglês).

Comunique um Erro

Leia também:

Rolar para cima