Il chip in silicio, sviluppato dagli ingegneri dell’Università dello Utah, rompe il "limite del corpo nero" producendo dal calore più elettricità di quanto si pensasse possibile
Creata una tecnologia più piccola ed efficiente per produrre energia del calore disperso
(Rinnovabili.it) – Riuscire a produrre energia dal calore disperso è uno dei grandi obiettivi della ricerca termoelettrica. Da anni gli scienziati stanno studiando come catturare e riutilizzare “il surriscaldamento” di elementi come i motori delle auto, i computer portatili, i telefoni cellulari e persino i frigoriferi. A dare un nuovo contributo a questo campo di studi è oggi l’Università dello Utah, dove un team di ingegneri ha scoperto un modo per produrre più energia dal calore disperso di quanto si pensasse possibile. Il gruppo, guidato dal professore associato di ingegneria meccanica, Mathieu Francoeur, ha creato un nuovo chip in silicio capace di convertire un quantitativo maggiore di radiazioni termiche in elettricità.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Nanotechnology (testo in inglese) e rivela come sia possibile superare il limite del corpo nero, oggetto ideale nel campo della fisica, in grado di assorbire tutta la radiazione elettromagnetica incidente senza rifletterla.
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Nello specifico il limite del corpo nero, formulato nel 1900 dal fisico tedesco Max Planck, è una teoria che descrive la quantità massima di energia che può essere prodotta dalla radiazione termica, ma quando gli oggetti sono molto vicini, la legge si rompe e il trasferimento termico da un oggetto all’altro aumenta esponenzialmente.
In altre parole più gli oggetti sono vicini, migliore è il trasferimento di energia, ma la difficoltà meccanica di tenere due oggetti il più vicino possibile senza lasciarli realmente toccare rappresenta da sempre una sfida significativa. Una sfida vinta dal team di Francoeur. Come? Attraverso un dispositivo che utilizza due superfici di silicio molto vicine tra loro.
Il team ha prodotto e posto sottovuoto un chip da 5 mm per 5 mm comprendente due wafer di silicio con uno spazio nanoscopico tra loro spesso soli 100 nanometri. Quindi ha riscaldato una superficie e raffreddato l’altra, creando un flusso di calore che può essere utilizzato per generare una corrente elettrica. Il metodo del flusso di calore per la produzione elettrica non è nuovo in sé e per sé; al contrario lo è il dispositivo creato dagli ingegneri dell’ateneo americano.
In futuro, Francoeur immagina che tale tecnologia possa essere utilizzata non solo per raffreddare dispositivi portatili come laptop e smartphone, ma anche per convogliare quel calore in una maggiore durata della batteria, forse fino al 50% in più. I chip potrebbero anche essere utilizzati per migliorare l’efficienza dei pannelli solari aumentando la quantità di energia prodotta o nelle automobili per catturare il calore di scarto e utilizzarlo per alimentare i sistemi elettrici.
