Energia, termoelettrica: creato processo ad elevata efficienza
Uno studio giapponese svela un nuovo processo per trasformare energia termica di scarto in energia elettrica, in modo più efficiente.
Fonte immagine: assente
L’effetto termoelettrico Seebeck è stato scoperto nel 1821 dal fisico estone Thomas Johann Seebeck. Si tratta dell’effetto per cui in un circuito costituito da conduttori metallici o semiconduttori, una differenza di temperatura genera elettricità.
L’effetto spin Seebeck invece è stato scoperto nel 2008 dal Prof. Eiji Saitoh e dal Prof. associato Ken-ichi Uchida della Tohoku University (allora Università di Keio). Quest’ultimo prevede che un gradiente termico produca una corrente elettrica che segue il gradiente di temperatura e che determina, in una struttura magnetica come quella degli elettroni, il cosiddetto “spin” che ne definisce lo stato quantico.
Un team di ricercatori provenienti dalla NEC Corporation, dalla NEC TOKIN Corporation e dalla Tohoku University, in Giappone, ha sviluppato nell’ambito del “Saitoh Spin Quantum Rectification Project”, portato avanti dal Prof. Eiji Saitoh, una lega ferromagnetica che ha permesso di sostituire il platino, materiale molto costoso, come elettrodo per estrarre energia elettrica da un dispositivo che utilizza l’effetto termoelettrico spin Seebeck.
Sono leghe di cobalto che risultano più economiche e grazie all'”effetto Nernst anomalo” (effetto termoelettrico scoperto circa 100 anni fa, che fa riferimento alle proprietà magnetiche di un materiale conduttivo), combinato con l’effetto spin Seebeck, determinano un’efficienza di conversione termoelettrica 10 volte superiore rispetto ai processi tradizionali. Soichi Tsumura, General Manager dei IoT Device Research Laboratories, all’interno della NEC Corporation, spiega:
Abbiamo migliorato l’efficienza di conversione di questo dispositivo termoelettrico spin Seebeck di più di 10 volte grazie alla sua struttura materiale e al dispositivo di nuova concezione.
Inoltre i dispositivi in materiale flessibile, come la resina, sono stati ottenuti con un processo di fabbricazione che non richiede un trattamento termico ad alta temperatura.
Specifica che sarà presto utilizzato nei generatori e in un futuro prossimo anche come sensore di flusso di calore. Il miglioramento di questi processi potrebbe rendere la trasformazione del calore di scarto in energia elettrica, ancora più efficiente e permettere quindi un notevole risparmio energetico e la riduzione delle emissioni di gas serra, a tutto vantaggio dell’ambiente.
