MX2013010470A - Estructura util de produccion de generador termoelectrico, generador termoelectrico que comprende la misma y metodo de produccion de la misma. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico, un generador termoeléctrico que comprende la misma y un método para la producción de la misma. Un método de producción de una estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico, en donde la estructura comprende al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p, ya sea separadas por una tira de un material de aislamiento, o espacialmente proporcionadas por separado en un material de aislamiento, y comprende tiras de material conductivo cada una de las cuales conecta una tira de tipo-n con una tira de tipo-p, y no se encuentran en contacto eléctrico entre sí, en donde la estructura se encuentra libre de sustratos poliméricos, en donde el método comprende las etapas de la co-formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p en una etapa única de manufactura; y la formación de conexiones entre al menos una tira de un material de tipo -n y al menos una tira de un material de tipo-p por medio de tiras de material conductivo. La estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico puede ser obtenida por el método anterior. El generador termoeléctrico comprende al menos esta estructura.

Description

ESTRUCTURA UTIL DE PRODUCCION DE GENERADOR TERMOELECTRICO, GENERADOR TERMOELECTRICO QUE COMPRENDE LA MISMA Y METODO DE PRODUCCION DE LA MISMA Campo de la Invención La presente invención se refiere a una estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico, se refiere a un generador termoeléctrico que comprende la misma y a un método para la producción de la misma.

Antecedentes de la Invención Los generadores termoeléctricos (TEG, por sus siglas en inglés) son dispositivos que convierten el calor (diferencias de temperatura) directamente en energía eléctrica, utilizando un fenómeno llamado el "efecto de Seebeck" (o "efecto termoeléctrico"). Cuando dos metales diferentes (conductores) o semiconductores que tienen un diferente potencial de Seebeck se encuentran en contacto en cada extremo, es obtenida una tensión si los extremos se encuentran a diferentes temperaturas (es decir, el efecto de Seebeck) . Por el contrario, una corriente eléctrica aplicada puede inducir la diferencia de temperatura entre los dos extremos debido al efecto de Peltier. De esta manera, un dispositivo termoeléctrico puede ser un enfriador o una bomba calorífica que transfiere calor mediante la corriente eléctrica. Un típico generador termoeléctrico comprende dos materiales ef . 243734 semiconductores, de elementos termoeléctricos p-dopado y n-dopado, conectados entre sí y que forman un par termoeléctrico. Entonces, los pares termoeléctricos son eléctricamente conectados en serie y térmicamente en paralelo. Un generador termoeléctrico puede contener de uno a varios cientos de pares termoeléctricos. Los generadores termoeléctricos pueden ser aplicados en una variedad de situaciones, lo cual ofrece no sólo una solución alternativa de energía con propósitos de recolección de calor sino también con propósitos de enfriamiento.

Los TEGs podrían ser utilizados, por ejemplo, para aplicaciones de tamaño pequeño en donde los motores térmicos o caloríficos (que son más voluminosos) no serían posibles. Otros campos de aplicación que actualmente están generando el interés son el uso de diferencias de temperatura de "calor residual" / "residual" (de cualquier fuente dada) para la generación de electricidad también en una escala más grande, por ejemplo, con el propósito de incrementar la eficiencia de energía de las plantas eléctricas existentes, en donde todavía es generada una gran cantidad de calor "residual" sin hacer ningún uso del contenido de energía del mismo.

Además, con el propósito de ampliar el uso de los TEGs para la generación de energía, sin embargo, deben ser encontrados procesos de manufactura que sean simples, confiables y de escala ascendente, debido a que las tecnologías actuales todavía experimentan el inconveniente que son requeridos procesos que más bien son complicados y costosos, tales como los métodos fotolitográficos . Además, los TEGs tienen que ser tan estables como sea posible, deben ser capaces de funcionar a través de un intervalo amplio de temperaturas y no tienen que ser demasiado susceptibles al daño debido a las altas temperaturas y/o a las grandes variaciones de temperatura, por ejemplo, del calor "residual" utilizado para la generación de electricidad.

Sin embargo, las actuales tecnologías todavía no permiten soluciones satisfactorias para los objetivos mencionados con anterioridad.

Los generadores termoeléctricos convencionales son normalmente producidos mediante el corte de tochos o lingotes de material termoeléctrico en elementos termoeléctricos voluminosos bien definidos y su unión sobre electrodos a través de técnicas de soldadura o técnicas similares. A menudo, esta tecnología de elaboración de generadores termoeléctricos es consumidora de tiempo y costosa puesto que requiere la colocación de cientos de patas de cualquiera de un material de tipo-n o un material de tipo-p cerca entre sí y posteriormente se colocan en pares en serie. Este modo de manufactura requiere la mejora de la tecnología de fabricación del dispositivo termoeléctrico. Un problema encontrado con la producción convencional de los generadores termoeléctricos es la producción notablemente más baja de elementos termoeléctricos cuando el espesor de los elementos termoeléctricos es menor de 1.5 mm. Esto es debido a la dificultad en el corte de los materiales termoeléctricos de lingote. La miniaturización de los elementos termoeléctricos es muy difícil. Como resultado, es limitado el número de pares termoeléctricos que puede ser fabricado en un módulo termoeléctrico. Otro problema que está limitando la eficiencia del dispositivo es la resistencia de contacto entre las patas y los interconectores . De esta manera, la eficiencia total de los generadores termoeléctricos es más bien baja. En resumen, es muy difícil producir generadores termoeléctricos compactos de alto rendimiento utilizando los métodos convencionales.

Los documentos US 5, 959,341; US 6, 025,554; US 6, 127,619; y US 2009/0025772 Al describen módulos termoeléctricos, que describen procesos difíciles para la producción de estos módulos, los cuales en particular son consumidores de tiempo, todavía son costosos y difíciles de escalar.

El documento O 2009/148309 describe por ejemplo, un método de manufactura de un TEG. El método descrito tiene por objetivo superar algunos de los inconvenientes asociados con el uso de métodos fotolitográficos en la técnica anterior. Sin embargo, incluso el método sugerido en el documento WO 2009/148309 es un método de múltiples etapas más bien complicado. Además, el documento WO 2009/148309 requiere el uso de substratos de polímero típicamente flexibles, lo cual disminuye en gran medida la estabilidad térmica.

El documento WO 2009/045862 describe otro ejemplo de un método de la técnica anterior para la producción de TEGs . En este método, un material de tipo-p o tipo-n es depositado en un substrato flexible y cilindros enrollados del material depositado de tipo-n y de tipo-p, de manera respectiva, son entonces conectados con el propósito de producir un TEG. También se describen procedimientos similares en los documentos WO 2010/0071 10, US 2008/0156364 A y JP 9107129 A. Sin embargo, todos estos métodos y los TEGs producidos todavía experimentan varios inconvenientes, tal como la restricción de temperatura con relación a la manufactura, así como también durante el uso, debido a que los sustratos flexibles poliméricos descritos no son estables a altas temperaturas. Además, es difícil de considerar la producción en masa utilizando estas técnicas de la técnica anterior, en particular, debido a los procesos de manufactura de múltiples etapas más bien complicados.

L.A. Salam et . al., "Fabrication of iron disilicide thermoelectric generator by tape casting method" , Materials and Design 20 (1999) 223-228, se refiere a la fabricación de un generador termoeléctrico que consiste de múltiples capas de capas de material de cerámica de semi -conducción y de aislamiento .

El documento US 6, 872,879 se refiere a un generador termoeléctrico que comprende una pluralidad de elementos semiconductores de tipo n y de tipo p situados, en forma alterna, y que son conectados en los extremos de los mismos para formar una pluralidad de termopares en las dos caras opuestas del generador.

El documento EP-A-2128907 se refiere a un substrato para un módulo de conversión termoeléctrica, que comprende un material de cerámica como un componente principal y que tiene flexibilidad.

El documento JP-A-09092891 describe un elemento termoeléctrico que es un elemento de termo-electrodo acoplado de tipo apilado en donde los semiconductores de tipo-p -y de tipo-n son apilados y unidos a través de capas de cerámica aislante .

El documento US 2008/0289677 se refiere a un material termoeléctrico construido de un apilamiento de capas, y que posteriormente es tratado o modificado de otro modo con el propósito de crear una estructura termoeléctrica más delgada .

El documento JP-A-04018772 se refiere a la manufactura de una hoja delgada de enfriado rápido que es utilizada para que un termoelemento tenga una gran imagen o calidad.

Objetivos de la Invención Mientras el compromiso en esta tecnología se ha incrementado a través de los pasados 15 años debido a la nueva investigación sobre materiales termoeléctricos, varios problemas todavía evitan la implementación comercial, que incluyen : I. La necesidad de mejores materiales termoeléctricos que combinen óptimas propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas a altas temperaturas de combustión II. El contacto eléctrico de estos materiales y su integración en generadores termoeléctricos del mundo real, es decir, de una alta resistencia de contacto III. La necesidad de procesos de manufactura baratos, escalables y eficientes para producir estos generadores.

En consecuencia, existe la necesidad de proporcionar métodos para la producción de TEGs que superen estos inconvenientes y que cumplan al menos uno de los objetivos mencionados con anterioridad. En adición, los TEGs altamente confiables simples y baratos tienen mucha demandada, de modo que esta tecnología de generación de electricidad pueda ser utilizada en más campos de aplicación.

El objetivo total de esta invención es crear una tecnología de generador termoeléctrico de alta densidad de energía, escalable y de bajo costo que incorpore los materiales abundantes en la tierra.

Sumario de la Invención La presente invención resuelve sus objetivos con la materia de las reivindicaciones 1-15.

Breve Descripción de las Figuras En las Figuras la- le es mostrado un modo de obtención de un TEG de acuerdo con la invención. En la Figura la el proceso de colado de cinta es mostrado, de manera esquemática, para una estructura que comprende 4 tiras (capas de tipo-n más de tipo-p) en adición a 3 tiras de aislamiento. La Figura Ib muestra la aplicación de las capas de contacto, seguido por el corte en la Figura le. Entonces, la Figura Id muestra que el alambrado eléctrico es unido, seguido por el arrollamiento del cuerpo de cerámica sinterizado en un rollo, seguido por el proceso de sinterización. Entonces, la Figura le finalmente muestra el TEG final.

Las Figuras 2a- 2e muestran una ruta alternativa para la obtención de la estructura y el TEG de la presente invención. La Figura 2a corresponde con la Figura la. En la Figura 2b el cuerpo de cerámica sinterizado es cortado y apilado en bloques, los cuales son entonces aplicados con capas de conducción en la Figura 2c. La Figura 2d muestra el ensamble de los bloques y la aplicación del alambrado, seguido por el TEG final en la Figura 2e.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención proporciona un método de producción de una estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico como es definido en la reivindicación 1. Las modalidades preferidas son descritas en las respectivas sub-reivindicaciones , así como también en la siguiente descripción. La estructura que será preparada de acuerdo con el método de la presente invención comprende al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p, ya sea separadas por una tira de un material de aislamiento, o espacialmente proporcionadas por separado en un material de aislamiento, y además comprende tiras de material conductivo cada una de las cuales conecta una tira de tipo-n con una tira de tipo-p, y no se encuentran en contacto eléctrico entre sí, caracterizado porque la estructura se encuentra libre de sustratos poliméricos. El proceso comprende las etapas de : la co- formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p en una etapa única de manufactura; y la formación de conexiones por medio de tiras de material conductivo entre al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p.

La presente invención también proporciona una estructura útil para la producción de un TEG, en donde la estructura comprende al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p, ya sea separadas por una tira de un material de aislamiento, o espacialmente proporcionadas por separado en un material de aislamiento, caracterizada porque la estructura que se encuentra libre de sustratos poliméricos, puede obtenerse mediante el proceso anterior .

La característica de la estructura mencionada en la presente se encuentra libre de sustratos poliméricos define que un substrato (en el cual son proporcionados los materiales de tipo-n y tipo-p como es definido en la presente) empleado de acuerdo con la presente invención no consiste o comprende un material polimérico. El material polimérico mencionado en este contexto es un material polimérico orgánico de cualquier tipo, que incluye siliconas y polímeros típicos que son convencionalmente empleados en este contexto, tales como poliolefinas , poliamidas, poliimidas etc.

De acuerdo con lo anterior, una primera opción de la invención es una estructura, en donde son proporcionadas tiras de tipo-n (n) , de tipo-p (p) y de material de aislamiento (i) lado por lado. Esta estructura podría ser manufacturada a través de métodos conocidos de colado de cinta o métodos similares. Es posible ensamblar un gran número de tiras de estos tipos lado por lado para obtener una estructura con múltiples tiras. Esto podría ser conseguido mediante el colado o colado de cinta de materias activas o pastas de tipo-n y de tipo-p separadas por el material de aislamiento (en paralelo a la dirección de flujo de la cinta) . Con lo cual, la estructura obtenida puede ser descrita como [ (n) (i) (p) (i)]x ("unidades de repetición" que consisten de una tira de tipo-n, una tira de aislamiento, una tira de tipo-p, una tira de aislamiento, con x que es el número de unidades de repetición proporcionadas lado por lado) . Es preferido cuando es proporcionada una tira adicional de material de aislamiento, de modo que las dos tiras exteriores son tiras de aislamiento. Esto asegura el aislamiento eléctrico, proporciona ventajas con respecto a la estabilidad y ofrece protección a las tiras de tipo-n/tipo-p.

En la estructura de la presente invención, al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p no se encuentran en contacto entre sí. En su lugar, en una modalidad, al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p se encuentran separadas por una tira de material de aislamiento. En otra modalidad, son proporcionadas tiras espacialmente separadas sobre un material de aislamiento. En cualquier caso, al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p son formadas en conjunto, de manera que no se encuentran en contacto directo entre sí.

En una modalidad preferida, la tira de aislamiento comprende un material de cerámica. Además, es preferido cuando la estructura de acuerdo con la presente invención consiste de las tiras descritas con anterioridad, es decir, cuando no están presentes tiras adicionales. Sin embargo, es evidente que la estructura de acuerdo con la presente invención podría comprender múltiples tiras cada una de las cuales tiene el material de tipo-n y de tipo-p, con el número requerido de las tiras de aislamiento entre las mismas. Cualquier número deseado de estas tiras podría estar presente tal como de 2 (es decir, una tira de tipo-n y una tira de tipo-p) hasta varios cientos de tiras, tales como desde 2 a 1000, y en modalidades de 10 a 500, de 50 a 300, de 75 a 200, de 80 a 150, o de 80 a 120, tal como aproximadamente 100 tiras, etc. Las estructuras con estos números de tiras comprenden entonces, de manera adicional, el número requerido de las tiras de aislamiento, de modo que las tiras adyacentes del material de tipo-n y de tipo-p se encuentran adecuadamente separadas .

De acuerdo con la presente invención, es proporcionado un método para la producción de costo efectivo de generadores termoeléctricos. De manera ventajosa, la presente invención emplea una serie de pares termoeléctricos (de tipo-n y de tipo-p) producidos en una etapa de proceso en lugar de la utilización de elementos termoeléctricos voluminosos de materiales termoeléctricos de tocho o lingote. Los elementos termoeléctricos son obtenidos, por ejemplo, mediante el colado de cinta que vacía, de manera selectiva, los pares termoeléctricos "lado por lado" en una serie de materiales de tipo-n y de tipo-p separados por materiales de aislamiento. Con lo cual, la ubicación, la forma y el tamaño de los elementos termoeléctricos individuales son predeterminados por el patrón del proceso de colado o colado de cinta. Debido a la formación de los pares termoeléctricos en una etapa única de proceso, el método es de costo efectivo, si se compara con los procesos convencionales para los TEGs en donde los pares termoeléctricos son producidos por separado, tal como mediante el corte de lingotes en elementos termoeléctricos voluminosos, seguido por su unión sobre electrodos a través de las técnicas de soldadura o técnicas similares.. Esto permite que procesos de manufactura económicos, escalables y eficientes produzcan estructuras útiles para los generadores termoeléctricos.

Cuando se utilizan materiales de cerámica para las tiras (como será explicado e ilustrado adicionalmente más adelante) además es una ventaja de la presente invención que la estructura primero sea preparada a partir de una suspensión o pasta de cerámica (tal como un polvo de cerámica mezclado con un aglomerante y de manera opcional, un solvente) de modo que después, por ejemplo, de los procesos de colado o colado de cinta y secado (a bajas temperaturas tales como 100°C como es conocido para la persona experta promedio) es obtenido un cuerpo no sinterizado que podría ser sometido a procesos adicionales, tales como el corte y el conformado (por ejemplo, el enrollado en una forma de espiral) , seguido por el proceso de sinterización. Con lo cual, la forma de la estructura podría ser modificada después del proceso inicial de vaciado.

Por ejemplo, los generadores termoeléctricos podrían ser preparados mediante el corte de tiras rectangulares de la estructura mencionada con anterioridad (en un estado de sinterizado) ; estas tiras son flexibles y son elaboradas, por ejemplo, a partir de material de cerámica como un componente principal. Entonces, estas tiras podrían ser enrolladas, por ejemplo, en una forma antes que se realice la sinterización a una temperatura predeterminada del polvo de cerámica. El resultado final es un módulo termoeléctrico de múltiples etapas .

En la presente invención, este módulo termoeléctrico cilindrico enrollado es mucho más fácil de ensamblar y ofrece acceso a la producción en masa y puede ser escalado, en función de la aplicación práctica para proporcionar diferentes polvos de salida con menos volumen de materiales si se comparan con los procesos convencionales.

De preferencia, las tiras descritas con anterioridad son manufacturadas a partir de materiales que permiten un proceso de manufactura simple e industrial, tal como el colado o colado de cinta, el revestimiento de rociado, o la coextrusión etc., con el proceso de colado de cinta que es el preferido. Los materiales adecuados son en particular materiales de cerámica que permiten como material de inició el uso de una suspensión, de modo que por ejemplo, podría ser realizado el proceso simultáneo de colado de cinta de cualquier número deseado de tiras. De manera subsiguiente, los cuerpos húmedos (sintetizados) que son obtenidos (hojas) entonces, son opcionalmente sometidos a una primera etapa de secado, y en cualquier caso, típicamente son cortados en piezas adecuadas que son entonces apiladas o enrolladas en cilindros, antes de que sean sometidas a procesos adicionales de sinterizado, de modo que es obtenida la estructura final solidificada .

Las dimensiones típicas de las tiras dentro de la estructura podrían ser seleccionadas como sigue (con relación a una estructura preparada mediante el proceso de colado de cinta) : Ancho (w) : de 1 a 100 mm, tal como de 5 a 50 mm Espesor (t) : de 0.05 a 5 mm, tal como de 0.1 a 2 mm, de preferencia, de 0.5 a 1 mm Longitud (1) (en la dirección de movimiento de la cinta*) : de 2 a 1000 mm, tal como de 5 a 200 mm, de preferencia, de 20 a 100 mm.

*La dirección de movimiento de la cinta es ilustrada en las figuras, y es definida por el eje a lo largo del cual se mueve la cinta con relación al vaciador de cinta durante la producción.

En adición a los métodos de colado de cinta, también pueden ser considerados otros métodos para la preparación de la estructura de capas, en particular, los procesos de coextrusión, etc.

Debido al uso preferido de materiales de cerámica es requerido el secado y sinterizado (a temperaturas típicamente por encima de 800°C) , de modo que las capas resultantes deben ser preferiblemente elaboradas en. materiales que tengan coeficientes similares de expansión térmica, de preferencia, aproximadamente dentro del 10%, de manera más preferible, dentro del 5% o menos. Entonces, el producto final ofrece la ventaja que son obtenidas capas altamente estables, con una alta estabilidad térmica, así como también, estabilidad en entornos agresivos, debido a que los materiales de cerámica son químicamente estables. El proceso de colado o colado de cinta de materiales cerámicos también es una tecnología bien conocida, de modo que es posible la producción económica en masa.

Los materiales adecuados para las respectivas capas de la estructura de la invención son como sigue: Los materiales de tipo-n: ZnAlO dopado, LaNi03, CaMn03, Co dopado beta-FeSi2, Los materiales de tipo-p: Li dopado NiO, Cr dopado beta--FeSi2; Ca3Co409 dopado Material de aislamiento: K20-BaO-Si02 , BaO-Al203-Si02. Sin embargo, debe entenderse que estos materiales son mencionados sólo como ejemplos ilustrativos. Estos materiales permiten la preparación de estructuras altamente valiosas que pueden ser producidas, eficiente y confiablemente, mediante el proceso de colado de cinta.

Las estructuras que se describen con anterioridad son en particular adecuadas para la formación de TEGs . Las tiras de tipo-n y tipo-p de las hojas sinterizadas/quemadas, que ya han sido puestas en la forma deseada (mediante el enrollado o apilamiento como se describe con anterioridad) podrían ser entonces aplicadas, utilizando métodos estándares y bien conocidos, con tiras de contacto (conductores eléctricos) , tal como aquellas elaboradas a partir de pasta o polvo de plata, de modo que son realizadas las conexiones deseadas entre las tiras de tipo-n y de tipo-p y es obtenido un bloque. Estas tiras de material conductivo se conectan con una tira del material de tipo-n con una tira del material de tipo-p y no se encuentran en contacto eléctrico entre sí. Con lo cual, es posible utilizar la estructura, después de las etapas adicionales adecuadas de procesamiento, tales como el corte que se ilustra en las figuras, para la producción de TEGs. Entonces, múltiples de estos bloques podrían ser conectados en el modo requerido mediante alambrados, de modo que es obtenida la unidad central de un TEG. Mediante la colocación adecuada de estos bloques conectados en múltiples alojamientos, etc., es obtenido un TEG. Estas etapas de manufactura podrían ser realizadas en el orden descrito con anterioridad, sin embargo, también es posible utilizar otros órdenes de las etapas del método, como es ilustrado en las figuras.

En una modalidad particular de la presente invención las tiras de contacto podrían ser formadas durante las etapas de manufactura que proporcionan las tiras del material de tipo-n y de tipo-p, tal como durante el proceso de colado de cinta. En esta modalidad, estas tiras de contacto podrían ser proporcionadas durante el colado de cinta mediante la aplicación, tiras de un material de conducción adecuado, tal como una pasta de plata (véase las Figuras la-le) ya sea mediante el método de colado o colado de cinta, los métodos de litografía u otros métodos adecuados, de modo que la estructura, antes de cualquiera de las etapas subsiguientes de proceso ya comprende, todas las funciones requeridas (el conector de tipo-n, de tipo-p, aislante) . Cada tira del material de conducción conecta una tira de tipo-p con exactamente una tira de tipo-n, y no es eléctricamente conectada con cualquiera otra de las tiras de conducción.

Debido a que los elementos esenciales, es decir, la capa de tipo-n, la capa de tipo-p y la capa de aislamiento podrían ser obtenidas a través de procesos simples y bien conocidos, es proporcionado un modo fácil para la producción en masa de los TEGs proporcionados por la presente invención. Los TEGs de la presente invención son estables, funcionan a través de un amplio intervalo de temperaturas y con lo cual, proporciona la posibilidad de su utilización en una variedad amplia de aplicaciones.

La segunda opción para una estructura es de acuerdo con la presente invención es la provisión de tiras del material de tipo-n y de tipo-p en un material de aislamiento por ejemplo, en la forma de un substrato de tipo de hoja. Entre cada tira del material de tipo-n y de tipo-p se proporciona un vacío (separación espacial) que proporciona el aislamiento requerido. Esta estructura podría ofrecer la ventaja de una estabilidad mecánica más alta (debido al substrato de aislamiento, mientras que todavía ofrece las ventajas que se delinearon con anterioridad (la facilidad de manufactura, etc.). Todas las modalidades preferidas descritas con anterioridad en conexión con la primera opción también son válidas para la segunda opción, tal como la elección de materiales, las dimensiones para la tira, los procesos de manufactura, etc. Esta modalidad específica también puede ser preparada mediante los métodos de colado de cinta, en donde es proporcionado el primer substrato de aislamiento, seguido por la deposición de las tiras de tipo-n y tipo-p. Los vacíos entre las tiras de los materiales de tipo-n y tipo-p se encuentran típicamente en el rango que se indica con anterioridad para la primera opción.

Los siguientes ejemplos además ilustran la invención. Ejemplos Una estructura (l:w:t 100mm : 5mm : 1 mm) es obtenida mediante el colado de cinta de una estructura con 21 tiras ( [ (n) (i) (p) (i)]x con x = 5, más una tira de aislamiento para cubrir ambos lados de la estructura con tiras de aislamiento) material de tipo-n, material de aislamiento y material de tipo-p fueron seleccionados como sigue: Ejemplo 1: LaNi03/ K^O-BaO-SiC^/CasCCjOg dopado Ejemplo 2: CaMn03/K20-BaO-Si02/Li dopado NiO Ejemplo 3: Co dopado beta-FeSi2/K20-BaO-Si02/Cr dopado beta-FeSi2.

Las hojas obtenidas fueron sinterizadas a 900°C (Ejemplo 1) , 1250°C (Ejemplo 2) y 1200°C (Ejemplo 3) . Debido a que los materiales fueron seleccionados, de modo que los coeficientes de expansión térmica de los materiales utilizados, en particular de los materiales de tipo-n y tipo-p fueron muy similares, las estructuras obtenidas de cerámica no mostraron ningún daño o deformación, de modo que fueron obtenidos productos altamente adecuados para uso en la producción de TEGs.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método de producción de una estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico, en donde la estructura comprende al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p, ya sea separadas por una tira de un material de aislamiento, o espacialmente proporcionadas por separado en un material de aislamiento, y comprende tiras de material conductivo cada una de las cuales conecta una tira de tipo-n con una tira de tipo-p, y no se encuentran en contacto eléctrico entre sí, caracterizado porque la estructura se encuentra libre de sustratos poliméricos, el proceso comprende las etapas de: la co- formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p en una etapa única de manufactura; y la formación de conexiones al menos entre una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p por medio de tiras de material conductivo.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la co-formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p es realizada por medio de los procesos de colado de cinta, revestimiento de rociado o co-extrusión.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la co-formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p es realizada por medio del proceso de colado de cinta.

4. El método de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 1-3, caracterizado además porque comprende la etapa de sinterización de un cuerpo sinterizado obtenido mediante la co-formación al menos de una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p.

5. La estructura útil para la producción de un generador termoeléctrico, en donde la estructura comprende al menos una tira de un material de tipo-n y al menos una tira de un material de tipo-p, ya sea separadas por una tira de un material de aislamiento, o espacialmente proporcionadas por separado en un material de aislamiento, caracterizada porque se encuentra libre de sustratos poliméricos y puede ser obtenida mediante el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4.

6. La estructura de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque comprende de 2 a 1000 tiras.

7. La estructura de conformidad con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque las tiras son manufacturadas de materiales que permiten la producción mediante el proceso de colado de cinta.

8. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-7, caracterizada porque las tiras de tipo-p, de tipo-n y de aislamiento consisten de materiales de cerámica .

9. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-8, caracterizada porque los materiales de tipo-n son seleccionados entre LaNi03, CaMn03, Y Co dopado beta-FeSi2, así como también, mezclas de los mismos.

10. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-9, caracterizada porque los materiales de tipo-p son seleccionados entre Li dopado NiO, Cr dopado beta-FeSi2; y Ca3Co409 dopado, así como también, mezclas de los mismos.

11. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-10, caracterizada porque los materiales de aislamiento son seleccionados entre K^O-BaO-Si02, y BaO-Al203-Si02, así como también, mezclas de los mismos .

12. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-11, caracterizada porque las dimensiones de las tiras de tipo-n, de tipo-p y de aislamiento dentro de la estructura serán seleccionadas como sigue Ancho (w) : de 1 a 100 mm, tal como de 5 a 50 mm Espesor (t) : de 0.05 a 5 mm, tal como se 0.1 a 2 mm, de preferencia, de 0.5 a 1 mm Longitud (1) : de 2 a 1000 mm, tal como de 5 a 200 mm, de preferencia, de 20 a 100 mm.

13. La estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-12, caracterizada porque el material conductivo comprende plata.

14. El generador termoeléctrico, caracterizado porque comprende al menos una estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-13.

15. El generador termoeléctrico de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la estructura de conformidad con cualquiera una de las reivindicaciones 5-13, está presente en la forma de un rollo o bloque.