Descrizione del progetto
La conversione del calore residuo in elettricità riceve un impulso dagli ossidi metallici di transizione
Qualsiasi sistema creato dall’uomo che compia un lavoro, dai componenti elettronici ai motori a reazione, dissipa energia sotto forma di calore. Inoltre, vengono generate e rilasciate ingenti quantità di calore in tutti i tipi di processi di combustione, in particolare a temperature elevate. Nel passato, tutto questo calore residuo andava semplicemente perso nell’ambiente. La generazione termoelettrica che consente la conversione diretta dei flussi di calore in energia elettrica potrebbe svolgere un ruolo importante nella transizione verso tecnologie energetiche più verdi. Il progetto TEOsINTE, finanziato dall’UE, sta esaminando nuovi materiali basati su ossidi metallici di transizione comuni per applicazioni di recupero del calore residuo a temperature elevate. Questi nuovi materiali ceramici termoelettrici potrebbero offrire vantaggi significativi e superare le loro controparti note. I risultati contribuiranno al perseguimento di un efficiente recupero del calore residuo attraverso la tecnologia termoelettrica, fornendo linee guida per percorsi di progettazione razionale dei materiali su nuovi concetti di compositi.
Obiettivo
Thermoelectric (TE) materials can convert temperature differences directly into electricity and are nowadays considered as one of the most promising means to produce “green” electricity from the huge amount of various available waste heat sources. TE conversion is
intrinsically simple, scalable and reliable, employs no moving parts and provides silent operation and self-sufficiency. Particular attention is given to transition metal oxides (TMOs), due to their low toxicity, natural abundance, thermal stability and well-established preparation routs, in contrast with traditional Pb-, Sb-, Bi- and Te-containing TE materials. Still, one of the TMOs major drawbacks are their low TE performances. This project intends to design, synthesize and test novel ceramic composite materials with improved TE performances, based on some of the best-performing TMOs to date, Ca3Co4O9, ZnO and CaMnO3 (matrices) and a set of transition metal and Ce oxides (dispersers), suited for practical high-temperature power generation applications. The originality of this project is simple and straightforward: Controlling the atomic interactions between the various oxide components will improve the charge carrier mobility and create additional interfaces at the grain boundaries, capable of scattering phonons more efficiently. The R&D work is based on the combined analysis of TE, morphological and structural properties of the matrix materials and prepared composites, with the final purpose of developing completely new materials having better TE properties than those of the inicial components, and testing them in and designing them for practical high-temperature power generation applications, in real working conditions. This project also focuses to establish the experienced researcher as a successful independent scientist, having more, diversified competences in and deeper understanding of functional electroceramics, capable also to establish fruitful collaborations and to attract funding.
Campo scientifico
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Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
3810-193 Aveiro
Portogallo