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Attualità giovedì 18 novembre 2021 ore 15:00

Da calore disperso a elettricità, primato pisano

La copertina di 'Advanced Functional Materials' (dettaglio)

La nanotecnologia sviluppata al Nest della Scuola Normale rivoluziona la termoelettricità. Il team di ricerca guidato da Francesco Rossella



PISA — La Scuola Normale Superiore sfida la termoelettricità. Questo campo di studi, che sin dalla sua scoperta ha offerto un orizzonte di ricerca dalle enormi potenzialità applicative, ha dimostrato però che vi è una scarsa efficienza di conversione del calore in elettricità, oltre alle difficoltà di controllare tale efficienza. Per questo, i dispositivi termoelettrici sono quasi sempre stati impiegati in modo limitato e in ambienti di nicchia.

Il Laboratorio Nest della Normale, diretto dal professor Fabio Beltram, ha però sviluppato una nanotecnologia innovativa in grado di trasformare in elettricità il calore disperso da un qualunque sistema o da un corpo e di farlo, per la prima volta, con un rendimento controllabile in modo dinamico. Un risultato eccezionale che ha portato la ricerca sulla copertina della rivista internazionale Advanced Functional Materials.

“La piattaforma nanotecnologica che abbiamo sviluppato si candida a essere un possibile punto di svolta per l’energia sostenibile del futuro - ha dichiarato Francesco Rossella, coordinatore del team di ricerca interdisciplinare - è una tecnologia che è in grado di promuovere un’economia eco-sostenibile perché non utilizza combustibili fossili ed è potenzialmente aperta ad applicazioni fortemente interdisciplinari, che vanno oltre ai tradizionali ambiti di impiego della termoelettricità. Le prime applicazioni realizzabili nell’immediato potrebbero riguardare il campo dell’elettronica flessibile per il settore elettromedicale, ma ovunque vi siano dispersioni termiche sarà possibile produrre elettricità in maniera controllata”.

Il nanodispositivo elaborato dal Laboratorio Nest può essere facilmente integrato all’interno di un chip e impiega, in aggiunta ai tradizionali materiali di semiconduttore, anche “micro-gocce” che contengono ioni liberi di muoversi sotto l’effetto di un campo elettrico. Questa è la novità introdotta dai ricercatori pisani, in grado di abilitare il controllo della quantità di elettricità ottenuta a partire da una dispersione termica, permettendo al dispositivo di lavorare alla massima efficienza. Si apre così la possibilità di realizzare una nuova generazione di sistemi termoelettrici “intelligenti”, che sfruttano il calore disperso in un ambiente per produrre elettricità pulita.

Il team di ricerca è composto da un perfezionando e un assegnista di ricerca della Scuola Normale (Domenic Prete e Valeria Demontis), da personale dell’Istituto Nanoscienze-CNR (Maria Jesus Rodriguez-Douton, Valentina Zannier, Lucia Sorba) e dell’Università di Pisa (Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Dipartimento di Farmacia).


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