Efeito eletrocalórico - Electrocaloric effect
O efeito eletrocalórico é um fenômeno no qual um material apresenta uma mudança reversível de temperatura sob um campo elétrico aplicado. Geralmente é considerado o inverso físico do efeito piroelétrico . Não deve ser confundido com o efeito termoelétrico (especificamente, o efeito Peltier ), no qual uma diferença de temperatura ocorre quando uma corrente é conduzida por uma junção elétrica com dois condutores diferentes.
O mecanismo subjacente do efeito não está totalmente estabelecido; em particular, diferentes livros fornecem explicações conflitantes. No entanto, como acontece com qualquer mudança de temperatura isolada (adiabática), o efeito vem do aumento ou diminuição da tensão da entropia do sistema. (O efeito magnetocalórico é um fenômeno análogo, mas mais conhecido e compreendido.)
Os materiais eletrocalóricos foram o foco de interesse científico significativo nas décadas de 1960 e 1970, mas não foram explorados comercialmente porque os efeitos eletrocalóricos eram insuficientes para aplicações práticas, a resposta mais alta sendo 2,5 graus Celsius sob um potencial aplicado de 750 volts .
Em março de 2006, foi relatado na revista Science que filmes finos do material PZT (uma mistura de chumbo , titânio , oxigênio e zircônio ) mostraram a resposta eletrocalorífica mais forte já relatada, com os materiais resfriando em até ~ 12 K ( 12 ° C) para uma variação do campo elétrico de 480 kV / cm, a uma temperatura ambiente de 220 ° C (430 ° F). A estrutura do dispositivo consistia em um filme fino (PZT) sobre um substrato muito mais espesso, mas a figura de 12 K representa o resfriamento apenas do filme fino. O resfriamento líquido de tal dispositivo seria inferior a 12 K devido à capacidade de calor do substrato ao qual ele está ligado.
Na mesma linha, em 2008, foi demonstrado que um polímero ferroelétrico também pode atingir 12 K de resfriamento, mais próximo da temperatura ambiente.
Com essas respostas novas e maiores, as aplicações práticas podem ser mais prováveis, como resfriamento de computadores ou baterias.
Referências
Leitura adicional
- Scott, JF (2011). "Materiais Eletrocalóricos". Revisão Anual de Pesquisa de Materiais . 41 : 229–240. Bibcode : 2011AnRMS..41..229S . doi : 10.1146 / annurev-matsci-062910-100341 .