Desde 2025, a tecnologia de Refrigeração Termoelétrica (TEC) tem apresentado avanços notáveis em materiais, design estrutural, eficiência energética e cenários de aplicação. A seguir, apresentamos as últimas tendências e avanços tecnológicos da atualidade.
I. Otimização contínua dos princípios fundamentais
O efeito Peltier continua sendo fundamental: ao aplicar corrente contínua a pares de semicondutores do tipo N/tipo P (como materiais à base de Bi₂Te₃), o calor é liberado na extremidade quente e absorvido na extremidade fria.
Capacidade de controle de temperatura bidirecional: Permite resfriamento/aquecimento simplesmente invertendo a direção da corrente, sendo amplamente utilizado em cenários de controle de temperatura de alta precisão.
II. Avanços nas propriedades dos materiais
1. Novos materiais termoelétricos
O telureto de bismuto (Bi₂Te₃) continua sendo o material mais utilizado, mas, por meio da engenharia de nanoestruturas e da otimização da dopagem (com elementos como Se, Sb, Sn, etc.), o valor ZT (coeficiente de valor ótimo) foi significativamente melhorado. O ZT de algumas amostras de laboratório é superior a 2,0 (tradicionalmente em torno de 1,0-1,2).
Desenvolvimento acelerado de materiais alternativos sem chumbo/de baixa toxicidade
Materiais à base de Mg₃(Sb,Bi)₂
monocristal de SnSe
Liga Half-Heusler (adequada para seções de alta temperatura)
Materiais compósitos/gradientes: Estruturas heterogêneas multicamadas podem otimizar simultaneamente a condutividade elétrica e a condutividade térmica, reduzindo a perda de calor por efeito Joule.
III. Inovações no sistema estrutural
1. Projeto de termopilha 3D
Adote estruturas integradas de empilhamento vertical ou microcanais para aumentar a densidade de potência de resfriamento por unidade de área.
O módulo TEC em cascata, módulo Peltier, dispositivo Peltier e módulo termoelétrico podem atingir temperaturas ultrabaixas de -130°C e são adequados para pesquisa científica e congelamento médico.
2. Controle modular e inteligente
Sensor de temperatura integrado + algoritmo PID + acionamento PWM, alcançando controle de temperatura de alta precisão dentro de ±0,01℃.
Suporta controle remoto via Internet das Coisas, sendo adequado para cadeia de frio inteligente, equipamentos de laboratório, etc.
3. Otimização colaborativa da gestão térmica
Transferência de calor aprimorada na extremidade fria (microcanal, material de mudança de fase PCM)
A extremidade quente adota dissipadores de calor de grafeno, câmaras de vapor ou conjuntos de microventiladores para resolver o gargalo do "acúmulo de calor".
IV, cenários e campos de aplicação
Medicina e saúde: instrumentos de PCR termoelétricos, dispositivos de estética a laser com resfriamento termoelétrico, caixas refrigeradas para transporte de vacinas
Comunicação óptica: controle de temperatura do módulo óptico 5G/6G (estabilização do comprimento de onda do laser)
Eletrônicos de consumo: Clips de resfriamento traseiros para celulares, resfriamento termoelétrico para headsets de realidade aumentada/virtual, minigeladeiras com resfriamento Peltier, adegas climatizadas com resfriamento termoelétrico, refrigeradores automotivos.
Novas energias: Cabine com temperatura constante para baterias de drones, resfriamento localizado para cabines de veículos elétricos.
Tecnologia aeroespacial: resfriamento termoelétrico de detectores infravermelhos de satélites, controle de temperatura no ambiente de gravidade zero de estações espaciais.
Fabricação de semicondutores: Controle preciso de temperatura para máquinas de fotolitografia e plataformas de teste de wafers.
V. Desafios Tecnológicos Atuais
A eficiência energética ainda é inferior à da refrigeração por compressor (o COP geralmente é inferior a 1,0, enquanto os compressores podem atingir de 2 a 4).
Alto custo: Materiais de alto desempenho e embalagens precisas elevam os preços.
A dissipação de calor na extremidade quente depende de um sistema externo, o que limita o design compacto.
Confiabilidade a longo prazo: Os ciclos térmicos causam fadiga nas juntas de solda e degradação do material.
VI. Direções Futuras de Desenvolvimento (2025-2030)
Materiais termoelétricos à temperatura ambiente com ZT > 3 (Superação do limite teórico)
Dispositivos TEC flexíveis/vestíveis, módulos termoelétricos, módulos Peltier (para pele eletrônica, monitoramento de saúde)
Um sistema adaptativo de controle de temperatura combinado com IA (Inteligência Artificial).
Tecnologia de fabricação e reciclagem ecológica (Redução da pegada ambiental)
Em 2025, a tecnologia de refrigeração termoelétrica está passando de um foco em "controle de temperatura preciso e de nicho" para uma aplicação eficiente e em larga escala. Com a integração da ciência dos materiais, do processamento micro e nano e do controle inteligente, seu valor estratégico em áreas como refrigeração com emissão zero de carbono, dissipação de calor eletrônica de alta confiabilidade e controle de temperatura em ambientes especiais torna-se cada vez mais evidente.
Especificação TES2-0901T125
Imax: 1A,
Umax: 0,85-0,9V
Qmáx: 0,4 W
Delta T máx.: >90 °C
Dimensões: Base: 4,4×4,4mm, topo: 2,5×2,5mm
Altura: 3,49 mm.
Especificação TES1-04903T200
A temperatura do lado quente é de 25°C.
Imax: 3A,
Umax: 5,8 V
Qmáx: 10 W
Delta T máx.: > 64 °C
ACR: 1,60 Ohm
Dimensões: 12 x 12 x 2,37 mm
Data da publicação: 08/12/2025
