Descrizione del progetto
Architettura in scala nanometrica per un migliore recupero dell’energia
L’energia termica e solare, come pure il movimento del corpo, sono tutte fonti di energia che possono essere sfruttate con tecnologie avanzate, evitando così di dover ricaricare le batterie. Tali fonti di energia ambientali locali possono essere catturate e immagazzinate. Tuttavia, la bassa intensità e la natura intermittente riducono il recupero di energia da parte di strumenti in microscala, evidenziando la necessità di un sistema integrato di raccolta dell’energia multifonte. I metodi esistenti combinano in un unico strumento diversi captatori a fonte singola o utilizzano materiali multifunzionali per convertire contemporaneamente varie fonti di energia in energia elettrica. Il progetto 3DScavengers, finanziato dall’UE, propone una soluzione compatta basata su di un’architettura in scala nanometrica di materiali tridimensionali multifunzionali per colmare il divario tra i due metodi esistenti. Queste nanoarchitetture saranno in grado di raccogliere simultaneamente e individualmente la luce, il movimento e le fluttuazioni di temperatura. L’obiettivo finale di 3DScavengers è quello di applicare un approccio plasma/vuoto a reattore singolo scalabile ed ecocompatibile per la sintesi di questa generazione avanzata di nanomateriali.
Obiettivo
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
Campo scientifico
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energy
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorssmart sensors
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
28006 Madrid
Spagna