Descrizione del progetto
Trasformare il calore di scarto in energia
Alla luce dell’aumento del fabbisogno globale di energia elettrica, incentivato dalla volontà di ridurre la dipendenza dalle energie non rinnovabili, lo sfruttamento del calore di scarto sta divenendo fondamentale. Attualmente il 72% della produzione di energia genera calore di scarto e, secondo le stime, sarebbe possibile recuperarne 13 000 TWh all’anno (pari all’intero fabbisogno energetico dell’Europa). Il progetto ELEC_FROM_HEAT, finanziato dal CER, affronta questa sfida mediante lo sviluppo di ceramiche piroelettriche non lineari in grado di convertire il calore di scarto in elettricità. I recenti progressi in tal campo hanno dimostrato che 40 grammi di questi materiali possono produrre oltre 10 Joule di energia per ciclo termodinamico con un’efficienza del 40%, superando le prestazioni delle tecnologie attualmente disponibili. ELEC_FROM_HEAT si propone di sviluppare questa tecnologia al fine di generare 100 W di elettricità con un’efficienza del 50%, offrendo una soluzione compatta ed efficiente per sfruttare l’ampio potenziale insito nel calore di scarto.
Obiettivo
Electric energy stands for 20% of the total energy consumed in the world, and this share is expected to reach 40% by 2050 as an outcome of the need to decrease our dependence on non-renewable energies. Beyond sunlight and wind, heat is another formidable and poorly exploited source of electrical energy. Indeed, currently 72 % of the energy produced ends up in waste heat - and it has been predicted that up to 13 000 TWh could be recovered each year, which stands for Europe’s yearly total energy needs!
In this context, my team recently showed that 40 grams of nonlinear pyroelectric ceramics can generate more than 10 Joules of electric energy from waste heat in one single thermodynamic cycle of 100 degrees. This is one order of magnitude larger than the closest state-of-the-art. We also demonstrated that these materials exhibit an energy efficiency of 40 % with respect to Carnot’s efficiency – which is beyond what photovoltaics and thermoelectrics can provide. Therefore, the scientific question of this project is the following: “Is it possible to generate Watts efficiently with this technology - and not only Joules?”
Hence, the objective of this project is to show that energy harvesters made of nonlinear pyroelectric materials can generate 100 W of electric power from heat with 50 % energy efficiency. To do so, I will (1) design and fabricate environmentally friendly nonlinear pyroelectric harvesting modules, (2) analyse the fundamental role played by specific phase transitions on the heat-to-electricity thermodynamic conversion in such materials, (3) elaborate a power generator based on these harvesting modules with enhanced heat exchange capabilities able to generate 100 W of electricity from heat, and (4) prepare another specific heat-to-electricity generator showing that conversion efficiency can reach 50 %.
This project will provide a compact, efficient, and low-cost technology to transform waste heat into a massive new source of electric energy.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- ingegneria e tecnologia ingegneria dei materiali ceramica
- ingegneria e tecnologia ingegneria ambientale energia e carburanti energia rinnovabile energia solare fotovoltaico
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-ADG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
4362 Esch Sur Alzette
Lussemburgo
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.