Piccolissime caratteristiche per grandi miglioramenti dell’efficienza
I generatori termoelettrici prendono una differenza di temperatura e la trasformano in energia elettrica. Il riscaldamento di un’estremità di un materiale termoelettrico fa sì che gli elettroni si allontanino dall’estremità calda verso quella fredda. Gli elettroni che passano dall’estremità calda a quella fredda creano una corrente elettrica. Tali dispositivi fatti di diversi materiali sono già usati per applicazioni come refrigeratori portatili e per raffreddare i sedili delle auto. I ricercatori impegnati nel progetto INNOVTEG (An innovative very low-cost thermo-electric technology for large-scale renewable solar energy applications) hanno cercato di trovare nuove applicazioni per i materiali termoelettrici. Con il sostegno dell’UE, i ricercatori hanno fatto progressi nelle prestazioni dei materiali termoelettrici nano-strutturati. I materiali termoelettrici possono trasformare la differenza di temperatura in elettricità, ma un materiale termoelettrico efficiente genererebbe elettricità senza condurre calore. La maggior parte dei buoni conduttori elettrici sono però anche buoni conduttori termici. La soluzione di INNOVTEG si basa su solfuri di metallo da transizione con costi bassi e grande disponibilità. L’efficienza termoelettrica di decine di materiali differenti, incluso il NiCr2S4, è stata valutata al fine di individuare i migliori materiali candidati da sottoporre a un ulteriore sviluppo. Le prestazioni dei materiali selezionati sono state migliorate mediante delle moderne tecniche di sintesi che includono la nanostrutturazione. In particolare, nanopolveri sintetizzate di diversi solfuri sono state prima caratterizzate e poi consolidate in densi dischi di materiali termoelettrici. La modellazione svolta dal team di INNOVTEG ha mostrato che i materiali sviluppati permettono la progettazione di un sistema termoelettrico adatto all’integrazione negli edifici. Il prototipo di generatore termoelettrico è stato integrato in un pannello di prova e testato per comprovarne sicurezza e prestazioni. Il generatore termoelettrico di INNOVTEG dovrebbe raggiungere una produzione di circa 30 W per metro quadrato in diverse condizioni climatiche europee. Così facendo la nuova tecnologia potrebbe entrare sul mercato accanto all’esistente settore fotovoltaico.
Parole chiave
Generatore termoelettrico, elettricità, energia solare, metallo di transizione, nanopolveri
