Elettricità dal calore di scarto grazie al ‘brutto anatroccolo’ della chimica

Testato un nuovo materiale che promette di convertire il calore in energia in modo più efficiente rispetto alle tecnologie attuali e ad un prezzo relativamente accessibile

(Rinnovabili.it) – La produzione energetica che sfrutta la combustione ha un grosso neo: gran parte del calore che viene creato, viene disperso. Basti pensare che più del 90 per cento dell’energia prodotta nella propulsione dei veicoli richiede una fonte di calore, sebbene solo il 30 al 40 per cento di questo calore compia effettivamente il lavoro. In altre parole a maggior parte dell’energia termica viene sprecata. I ricercatori hanno cercato di recuperare questo particolare rifiuto con dispositivi a base di semiconduttori chiamato sistemi termoelettrici, che permettono di ottenere elettricità dal calore di scarto. Nella sua forma più semplice, un generatore termoelettrico è costituito da due lastre di semiconduttori con differenti proprietà elettriche, collegato ad un’estremità ad una piastra riscaldata.

Nonostante siano da tempo sotto la lente della Ricerca, si tratta di sistemi ancora troppo inefficienti e costosi per essere utili, al di là di una manciata d’applicazioni di nicchia. A rivoluzionare il comparto potrebbe essere ora il nuovo materiale termoelettrico sperimentato nei laboratori statunitensi. Parliamo del seleniuro di stagno (SnSe), protagonista della ricerca condotta da Mercouri Kanatzidis (Northwestern University) e Joseph Heremans (Ohio State University). I due scienziati hanno analizzato le caratteristiche chimico fisiche di questo composto, definito dagli stessi studiosi, il “brutto anatroccolo” dei semiconduttori.

Il SnSe ha dimostrato di possedere caratteristiche termoelettriche senza precedenti con un buon equilibrio di elettroconduttività e termoconducibilità. Gli scienziati hanno identificato le caratteristiche che pare siano responsabili delle performance del materiale: nella struttura di legame del composto gli atomi di stagno e selenio formano tra loro delle pieghe. Questa sorta di modello a fisarmonica sembra aiutare gli atomi a flettersi quando colpiti dai “fononi”, le vibrazioni che trasmette calore. I risultati suggeriscono che materiali con struttura analoga potrebbero essere candidati promettenti per la generazione di energia dal calore di scarto.