Description du projet
Une architecture à l’échelle nanométrique pour améliorer la récupération d’énergie
L’énergie thermique et solaire ainsi que les mouvements du corps sont des sources d’énergie. Elles peuvent être exploitées par une technologie de pointe, évitant le besoin de recharger la batterie. En effet, ces sources d’énergie ambiantes locales peuvent être captées et stockées. Cependant, leur faible intensité et leur nature intermittente réduisent la possibilité de récupération d’énergie via des instruments à micro-échelle, soulignant le besoin d’un système de récupération de l’énergie multi-source intégré. Les méthodes existantes combinent dans un seul outil différents systèmes de récupération mono-source ou utilisent des matériaux multi-fonctionnels pour convertir simultanément diverses sources d’énergie en électricité. Le projet 3DScavengers financé par l’UE propose une solution compacte basée sur l’architecture à l’échelle nanométrique de matériaux tri-dimensionnels multi-fonctionnels pour combler les manques entre deux méthodes existantes. Ces architectures nanométriques pourront simultanément ou individuellement récupérer de l’énergie à partir des variations de lumière, de mouvement et de température. Le but ultime de 3DScavengers est d’appliquer un plasma à un réacteur unique évolutif et respectueux de l’environnement et une approche sous-vide pour la synthèse de cette génération avancée de nanomatériaux.
Objectif
Imagine a technology for powering your smart devices by recovering energy from lights in your office, the random movements of your body while reading these lines or from small changes in temperature when you breathe or go out for a walk. This very technology will provide energy for wireless sensor networks monitoring the air in your city or the structural stability of buildings and large constructions remotely and sustainably, avoiding battery recharging or even replacing them. These are the challenges in micro energy harvesting from (local) ambient sources.
Kinetic, thermal and solar energies are ubiquitous at our surroundings under diverse forms, but their relatively low intensity and intermittent availability limit their potential recovery by microscale devices. These restrictions call for multi-source energy harvesters working under two principles: 1) combining different single-source harvesters in one device, or 2) using multifunctional materials capable of simultaneously converting various energy sources into electricity. In 1), efficiency per unit volume can decrease compared to the individual counterparts; in 2), materials as semiconductors, polymeric and oxide ferroelectrics and hybrid perovskites may act as multisource harvesters but huge advances are required to optimize their functionalities and sustainable fabrication at large scale.
I propose to fill the gap between these approaches offering an all-in-one solution to multisource energy scavenging, based on the nanoscale design of multifunctional three-dimensional materials. The demonstration of an industrially scalable one-reactor plasma/vacuum method will be crucial to integrate hybrid-scavenging components and to provide 3DScavengers materials with tailored microstructure-enhanced performance.
My ultimate goal is to build nanoarchitectures for simultaneous and enhanced individual scavenging applying photovoltaic, piezo- and pyro-electric effects, minimizing the environmental cost of their synthesis
Champ scientifique
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energy
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorssmart sensors
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
28006 Madrid
Espagne