Elettricità dal recupero del calore di scarto dei PC

Si tratta di una pellicola creata con l’obiettivo di trasformare in elettricità i “rifiuti” di energia termica.

Una buona parte dell’energia prodotta ogni anno viene sprecata sotto forma di calore. Da diversi anni la ricerca sta tentando di trovare un modo per riutilizzare questa energia termica persa da prodotti elettronici, automobili e processi industriali.

La sfida rimaneva aperta sul recupero efficiente del calore di scarto prodotto da fonti a bassa temperatura (si pensi, ad esempio, al calore dei caricatori dei computer portatili). Molti degli attuali sistemi di riciclo del calore sfruttano infatti il principio termoelettrico: generano elettricità attraverso la differenza di temperatura tra due lati di un materiale, uno caldo e uno freddo. Per funzionare al meglio però, questi dispositivi hanno bisogno di un ampio differenziale.

Così gli scienziati dell’Università della California, sperano di aver trovato una soluzione al problema grazie ad una nuova pellicola di loro invenzione che riesce a recuperare il calore di scarto “di bassa qualità”, etichetta che identifica l’energia termica con temperature inferiori a 100 °C.

Per farlo hanno creato un nanofilm che sfrutta il principio della conversione piroelettrica. Si tratta della proprietà di alcuni cristalli di accumulare cariche elettriche di segno opposto, su facce opposte, in risposta ad un cambiamento, anche piccolo, di temperatura. “Sappiamo di aver bisogno di nuove fonti energetiche, ma dobbiamo anche imparare ad utilizzare meglio l’energia che abbiamo già”, spiega Lane Martin, autore senior dello studio. Il team di ricerca di Martin ha sintetizzato una serie di materiali cristallini diversi, a partire dai quali ha prodotto sottilissime pellicole film sottile (50-100 nanometri). Lo studio riporta nuovi record per la densità energetica della conversione piroelettrica (1,06 Joule per centimetro cubo), la densità di potenza (526 Watt per centimetro cubo) e l’efficienza (19% dell’efficienza di Carnot).

I prossimi passi saranno quelli di ottimizzare i materiali per migliorare ulteriormente la capacità di recuperare il calore di scarto.

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