• Avanzar en esta tecnología tiene potencial en campos como los dispositivos electrónicos portátiles, el sector del automóvil y la industria, contribuyendo a reducir el consumo energético y las emisiones contaminantes
• El trabajo, con participación de la Universidad Complutense de Madrid, aborda conceptos clave como la heterogeneidad de los enlaces, la polarizabilidad, la presencia de pares solitarios de electrones y distintos modelos de enlace

UCC-UCM, 24 de abril de 2025. Un trabajo internacional en el que participa la Universidad Complutense de Madrid (UCM) junto con la Universidad de Reading en Reino Unido explora principios fundamentales de los enlaces químicos para diseñar materiales termoeléctricos sostenibles y de alto rendimiento.

“Como parte de la solución climática y en el marco de las tecnologías sostenibles, ha resurgido el interés en el desarrollo de dispositivos termoeléctricos, capaces de recuperar el calor residual y transformarlo en electricidad”, destaca Jesús Prado-Gonjal, profesor del Departamento de Química Inorgánica de la UCM.

Esta tecnología utilizada desde hace varias décadas en misiones espaciales, tiene un enorme potencial en campos como los dispositivos portátiles, el sector del automóvil y la industria, contribuyendo a reducir tanto el consumo energético como las emisiones contaminantes.

Muchos de los materiales termoeléctricos tradicionales, como el telururo de bismuto y el telururo de plomo, contienen elementos escasos y tóxicos. Esto ha impulsado la búsqueda de nuevos materiales de alto rendimiento que utilicen elementos más abundantes y menos perjudiciales para el medio ambiente.

En el trabajo, publicado en Nature Reviews Chemistry, se abordan conceptos clave como la heterogeneidad de los enlaces, la polarizabilidad, la presencia de pares solitarios de electrones y distintos modelos de enlace, incluidos los enlaces multi-centro, metálico e iono-covalente.

“La comprensión profunda de estos conceptos permite optimizar las propiedades electrónicas de los materiales y, al mismo tiempo, reducir su conductividad térmica, siendo estos los dos factores esenciales para el desarrollo de materiales con alta eficiencia termoeléctrica”, explica Prado-Gonjal.

Aprovechamiento de calor residual

El investigador de la UCM añade que “si se logran dispositivos termoeléctricos con una eficiencia más alta que los actuales, podremos aprovechar cualquier fuente de calor residual, incluso las más pequeñas”.

Por ejemplo, la diferencia entre la temperatura corporal y la ambiental es suficiente para alimentar relojes, sensores o dispositivos sin cables, haciendo que estos dispositivos sean autosuficientes en términos de energía.

Además, este tipo de tecnología podría aprovechar el calor que emiten los vehículos, las industrias químicas o incluso las centrales térmicas, transformando lo que antes era un desperdicio en una fuente útil de energía.

“Esta capacidad tiene un impacto aún mayor en áreas remotas, donde el acceso a la energía es limitado, permitiendo generar electricidad a partir de fuentes de calor cercanas, mejorando la vida de las personas en lugares de difícil acceso”, concluye.

Referencia bibliográfica: Powell, A. V., Vaqueiro, P., Tippireddy, S., Prado-Gonjal, J. (2025). Nature Reviews Chemistry, 9, 241–260. DOI: 10.1038/s41570-025-00695-6.

Con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología - Ministerio de
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