Tecnologia: Poudeu progetta nuovo materiale termoelettrico

Un nuovo materiale termoelettrico è emerso da un laboratorio dell’Università del Michigan. L’autore, Pierre Ferdinand P. Poudeu, assistente professore di scienza dei materiali e ingegneria, ha sviluppato un materiale che ha la capacità di convertire il calore in energia superiore al 200 per cento.

Poudeu ha progettato una lega in titanio, zirconio, nichel e stagno, che, secondo l’autore nel suo stato originale non è molto compatibile a fini termoelettrici. Tuttavia, dopo l’introduzione di singoli atomi di nichel nel materiale, la lega aumenta del 43 per cento le sue proprietà conduttive con migliori proprietà termoelettriche.

Gli atomi di nichel formano, secondo le indicazioni di Poudeu, un quantum dots (punto quantico), strutture in nanoscala che seguono le leggi della quantistica, piuttosto che la classica fisica.

Poudeu, afferma che le strutture sono così piccole che per essere visibili ad occhio nudo dovrebbero superare il milione di unità.

materiale termoelettrico poudeauLe macchie scure mostrano punti quantici all’interno di un materiale termoelettrico. (in alto a destra l’autore Poudeu)

Di solito, gli scienziati alterano i semiconduttori impiegati per ottenere un buon comportamento termoelettrico, ma a volte non si ottengono i risultati sperati.

Questo nuovo sistema potrebbe essere adattato ad altri materiali, dando la possibilità di spianare la strada, per il miglioramento dei materiali termoelettrici destinati ad applicazioni di conversione energetica ad alto rendimento.

“Se vogliamo costruire generatori che convertono il calore di scarto in elettricità e che sono in grado di sostituire le attuali tecnologie, materiali termoelettrici con alta efficienza, molto deve essere ancora scoperto. Dovremo riuscire a raddoppiare l’efficienza tipicamente raggiunta oggi”.

I punti quantici agiscono come trappole, bloccando elettroni a bassa energia per ridurre l’efficienza di conversione, mentre creano un percorso per gli elettroni energetici più elevati che passeranno attraverso, come corrente elettrica.

Il documento è pubblicato online sul Journal of American Chemical Society.

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