Un estudio computacional de primeros principios ha explorado el potencial de las aleaciones de Heusler cuaternarias LiHfIrZ (donde Z puede ser Si o Ge) para la recolección de energía térmica. Estas aleaciones han demostrado propiedades prometedoras para aplicaciones termoeléctricas, que permiten convertir directamente el calor residual en electricidad. La investigación se centró en evaluar parámetros clave como la estabilidad estructural, las propiedades electrónicas y el rendimiento termoeléctrico de estos compuestos, buscando materiales eficientes para la conversión de energía.

Los cálculos revelaron que ambas aleaciones, LiHfIrSi y LiHfIrGe, son estables en su estructura cristalina. Desde el punto de vista electrónico, se clasifican como semiconductores con brechas de energía indirectas. Específicamente, LiHfIrSi presenta una brecha de energía de 0,45 eV, mientras que LiHfIrGe tiene una de 0,38 eV. Estas brechas de energía son cruciales para el rendimiento termoeléctrico, ya que permiten un equilibrio entre la conductividad eléctrica y la térmica. Los resultados también indican que la sustitución de Si por Ge en la aleación no altera significativamente la naturaleza de la brecha de energía.

El estudio también examinó el factor de potencia y la conductividad térmica de fonones, dos parámetros fundamentales para determinar la eficiencia de un material termoeléctrico. Se encontró que estas aleaciones poseen un factor de potencia relativamente alto y una conductividad térmica de fonones baja, lo que sugiere un coeficiente de figura de mérito (ZT) prometedor. Un ZT alto es indicativo de una buena eficiencia de conversión de energía termoeléctrica. Estos hallazgos posicionan a las aleaciones LiHfIrZ como candidatas viables para el desarrollo de dispositivos de recolección de energía térmica, abriendo nuevas vías para la recuperación de calor residual.