Tecnologie innovative

Nuovo materiale termoelettrico per produrre energia dal calore di scarto

I ricercatori dell'Università di Houston hanno sviluppato una lega di stagno e magnesio drogata col germanio con un fattore di potenza molto elevato, che lo rende altamente efficiente

martedì 10 marzo 2015 - Erika Seghetti

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I ricercatori dell'Università di Houston hanno creato un nuovo materiale termoelettrico, in grado di produrre energia elettrica dal calore di scarto – dai tubi di scappamento dei veicoli, per esempio, o dalle ciminiere industriali - con una maggiore efficienza e potenza in uscita rispetto ai materiali attualmente disponibili.


Una lega di stagno e magnesio
Si tratta di un nuovo composto chimico- una lega di stagno e magnesio drogata col germanio (Mg  2  Sn  0.75 Ge  0,25)- caratterizzato da un fattore di potenza di picco di 55 e un'efficienza di 1,4.
La scoperta viene descritta nell’ultimo numero di Proceedings della National Academy of Sciences, in un articolo a firma di Zhifeng Ren e M.D. Anderson, professore di fisica presso l'Università di Houston.
Lo studio mette in luce il fatto che generalmente l'attenzione della ricerca si rivolge a tutti quei materiali con alti valori di efficienza (ZT), tralasciando o comunque considerando secondariamente, il fattore di potenza (FP).

Tutti perseguono l'alta efficienza- ha dichiarato Ren- ma lo fanno riducendo la conducibilità termica. Cosa che può essere fatta in modo limitato. La chiave di volta è aumentare il fattore di potenza. Se la conducibilità termica rimane invariata e si aumenta il fattore di potenza, si ottiene un maggiore ZT. Per le applicazioni pratiche, l’efficienza non è l’unico elemento da valutare; è importante tenere in considerazione anche la densità di potenza ad alto rendimento quando la capacità della fonte di calore è enorme (come il calore solare), o il costo della sorgente è irrilevante (come il calore di scarto dalle automobili).

Commercialmente redditizio 

Il nuovo materiale ha un valore di efficienza nella media, ma un fattore di potenza molto elevato (55) e questo aspetto, unito a un costo delle materie prime stimato in  circa $ 190 per chilogrammo, secondo l'US Geological Survey Data Series, lo rende commercialmente redditizio. 


Applicazioni

Il composto chimico è stato creato attraverso un processo di macinazione meccanica e pressatura a caldo con corrente indotta. Può essere utilizzato in applicazioni con calore di scarto dei rifiuti e per la conversione dell'energia solare concentrata a temperature fino a 300 gradi centigradi, pari a circa 572 gradi Fahrenheit.

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