Energia utilizzabile proveniente dal calore disperso
L’ambiente è ricco di piccole quantità di energia presenti sotto forma di calore, luce, suono e vibrazioni. La maggior parte di questa energia va persa. Le singole fonti sono disponibili in quantità talmente piccole che non sono sufficienti a fornire elettricità utile ai dispositivi e purtroppo non esiste ancora una tecnologia efficiente dal punto di vista delle prestazioni e dei costi in grado di consentirne lo sfruttamento. Con l’energy harvesting (raccolta di energia), i dispositivi catturano tale energia da una o più fonti, immagazzinandola e accumulandola e persino convertendola in una forma più utile per una data applicazione. Il progetto NEXTEC (Next generation nano-engineered thermoelectric converters - From concept to industrial validation), finanziato dall’UE, ha usato le skutteruditi (SKT) nanostrutturate e il tellururo di bismuto per sviluppare moduli TE rispettivamente per impieghi nel campo dell’energia elettrica e del raffreddamento. Le proprietà TE alle alte temperature delle SKT rendono questo materiale idoneo per il recupero del calore disperso nelle automobili con temperature di approssimativamente 600 °C. Oltre ad avere delle prestazioni migliori alle alte temperature, il materiale appena sviluppato ha anche risolto molte questioni associate con la dilatazione termica e gli stress termici. Gli scienziati hanno anche sviluppato banchi di prova e modelli di simulazione per testare le prestazioni dei moduli per la produzione di energia sviluppati. Un’analisi completa della valutazione del ciclo di vita dei moduli TE basati sulle SKT è stata effettuata per determinare l’impatto ambientale e tossicologico del nanomateriale per la produzione di elettricità dai gas di scarico delle automobili. Gli studi sulla citotossicità delle SKT hanno suggerito che la loro tossicità dovrebbe probabilmente essere simile a quella dei loro componenti metallici. Le SKT nanostrutturate riducono la conduttività termica, aiutando a fornire più energia elettrica alle automobili. Un materiale del genere potrebbe essere utilizzato anche nelle industrie dove è presente del calore sprecato. NEXTEC ha portato a oltre 40 pubblicazioni in presentazioni di conferenze e riviste.
Parole chiave
Calore disperso, nanotecnologia, termoelettrico, energia elettrica, scarichi automobile, skutteruditi
