Opis projektu
Nanoskalowa architektura poprawia efektywność pozyskiwania energii
Źródłem energii może być ciepło i światło słoneczne, a także ruch ciała. Można je wykorzystać dzięki zaawansowanym rozwiązaniom technologicznym, eliminując w ten sposób konieczność ponownego ładowania akumulatorów. Ta energia z otoczenia może być przechwytywana i magazynowana. Jednak mała intensywność i nieregularny charakter takich źródeł ogranicza możliwości odzyskiwania energii za pomocą instrumentów mikroskalowych, co oznacza, że potrzebny jest zintegrowany system pozyskiwania energii z wielu źródeł. Dotychczas łączono ze sobą kilka systemów pozyskiwania energii używających pojedynczego źródła lub wykorzystywano wielofunkcyjne materiały do jednoczesnego przetwarzania różnych źródeł energii na energię elektryczną. W unijnym projekcie 3DScavengers zaproponowano kompaktowe rozwiązanie oparte na nanoskalowej architekturze wielofunkcyjnych materiałów trójwymiarowych w celu wypełnienia luki pomiędzy tymi dwoma istniejącymi metodami. Opracowane nanoarchitektury pozwolą na jednoczesne i indywidualne zbieranie energii ze światła, ruchu i zmian temperatury. Ostatecznym celem projektu 3DScavengers jest zastosowanie skalowalnej i przyjaznej dla środowiska oraz opartej na jednym reaktorze metody plazmowo-próżniowej do syntezy tej zaawansowanej generacji nanomateriałów.
Cel
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
Dziedzina nauki
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energysolar energy
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorssmart sensors
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
28006 Madrid
Hiszpania