Samsung Electronics anunció hoy la publicación de un estudio titulado “Nano-Engineered Thin-Film Thermoelectric Materials Enable Practical Solid-State Refrigeration (Los materiales termoeléctricos de película delgada de nanoingeniería permiten la refrigeración práctica en estado sólido)”, desarrollado en colaboración con el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins (APL). El estudio describe una nueva tecnología Peltier para refrigeración en estado sólido, que representa un avance significativo en este campo. La investigación fue publicada en Nature Communications, una de las revistas científicas multidisciplinarias más reconocidas a nivel mundial.  

Los dispositivos Peltier enfrían mediante el efecto Peltier, un fenómeno en el que la aplicación de una corriente eléctrica a un semiconductor provoca que un lado se enfríe y el otro se caliente. Al no requerir refrigerantes, esta tecnología se perfila como una alternativa de nueva generación, con un menor impacto ambiental frente a los sistemas tradicionales de refrigeración. 

Este trabajo es resultado de la colaboración entre investigadores del equipo Life Solution de Samsung Research y el equipo de investigación en termoeléctricos liderado por el Dr. Rama Venkatasubramanian, como parte del programa de investigación en física, materiales y dispositivos electrónicos del Laboratorio de Física Aplicada (APL). 

La demostración del primer refrigerador Peltier de alto rendimiento del mundo abre la puerta a la comercialización 

Por primera vez, el equipo de investigación utilizó dispositivos semiconductores Peltier de película delgada, creados con tecnología de nanoingeniería de última generación, para desarrollar y demostrar con éxito un refrigerador Peltier de alto rendimiento. 

Este refrigerador Peltier de película delgada supera la eficiencia de los sistemas tradicionales de compresión de vapor, lo que abre la posibilidad de comercializar una nueva generación de refrigeradores que no requieren el uso de refrigerantes. 

A diferencia de los métodos tradicionales de compresión de vapor, la refrigeración Peltier permite un control rápido y preciso de la temperatura con una configuración más sencilla. Esta característica la convierte en una solución viable para diversos sectores industriales, como electrodomésticos, semiconductores, dispositivos médicos, electrónica automotriz y centros de datos.  

La nanofabricación aumenta la refrigeración y la eficiencia de los recursos, allanando el camino a soluciones con menor impacto medioambiental 

Para lograr la comercialización de la refrigeración Peltier de alto rendimiento, resulta esencial alcanzar una mayor eficiencia en los dispositivos semiconductores Peltier. 

Samsung, junto con el equipo de investigación del APL, logró incrementar esta eficiencia en casi un 75 %, gracias a la incorporación de nuevos materiales semiconductores de película delgada, así como al diseño miniaturizado y ligero de los dispositivos. 

El nuevo dispositivo Peltier ha demostrado ventajas significativas en eficiencia de recursos y viabilidad para la producción en serie. El equipo confirmó que el proceso de fabricación permite reducir drásticamente la cantidad de material necesario a aproximadamente 1/1,000 del volumen habitual, al tiempo que simplifica los pasos de producción. Este avance mejora la escalabilidad del proceso y posibilita la producción en masa, con perspectivas prometedoras tanto en términos de rentabilidad como de impacto ambiental. 

Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins 

El Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL, Applied Physics Laboratory) en Laurel, Maryland, es un centro de investigación afiliado a una universidad (UARC, university affiliated research center) sin fines de lucro que resuelve problemas complejos de investigación, ingeniería y análisis que presentan desafíos críticos para nuestra nación. Nuestros científicos, ingenieros y analistas actúan como asesores de confianza y expertos técnicos del gobierno, garantizando la fiabilidad de tecnologías complejas que salvaguardan la seguridad de nuestra nación y hacen avanzar las fronteras del espacio. También mantenemos programas independientes de investigación y desarrollo que son pioneros y exploran tecnologías y conceptos emergentes para abordar futuras prioridades a nivel nacional.