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Posted in | Nanomaterials | Nanoenergy

Gli scienziati Crea basso costo materiali termoelettrici utilizzando le nanotecnologie

Published on November 5, 2010 at 7:08 PM

Anche se climatizzati posti auto non vengono in mente quando si pensa di efficienza energetica, la più recente tecnologia alla base di questa caratteristica automobile di lusso è basato su termoelettrico-materiali che convertono l'energia elettrica direttamente in riscaldamento o raffreddamento.

Viceversa, termoelettrico può anche imbuto calore in eccesso dai sistemi a bassa efficienza energetica, come i motori di auto o centrali elettriche, recuperando il 'calore' e trasformarla in energia elettrica. Come risultato, questi materiali offrono una fonte potenziale di energia pulita per ridurre il consumo di carburante ed emissioni di CO2.

Utilizzando semplici a base di acqua chimica per avvolgere un polimero che conduce l'elettricità intorno ad un nanorod di tellurio, questo composito termoelettrica nanoscala è facilmente girare fuso o stampato in un film.

Attualmente, questa energia termica viene convertita ad alta efficienza, materiali costosi termoelettrica. Nei sistemi di scarico automobilistici, ad esempio, allo stato solido termoelettrico recuperare calore di scarto che può tradursi in un risparmio di carburante fino al cinque per cento, ma le loro barre di costo elevato che vengano utilizzati in piccola scala impostazioni. Promuovere questi risparmi attraverso materiali a basso costo potrebbe avere un impatto significativo nella produzione di energia per le batterie o componenti elettronici nei computer. Ora, Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), gli scienziati stanno affrontando questa sfida "cambiare il budget per la gestione dell'energia termica," ha dichiarato Jeff Urban, vice direttore del Fondo nanostrutture inorganiche presso la Fonderia molecolare, una struttura utente nanoscienze.

"Storicamente, ad alta efficienza termoelettrico hanno richiesto ad alto costo, i materiali alta intensità di elaborazione", ha dichiarato Urban. "Con un ibrido di ingegneria dei materiali molli e duri utilizzando la chimica semplice pallone in acqua, abbiamo sviluppato un percorso che offre l'efficienza rispettabile con un basso costo di produzione".

Nel loro approccio, Urban e colleghi hanno realizzato un materiale composito nanoscala avvolgendo un polimero che conduce l'elettricità intorno ad un nanorod di tellurio, un metallo accoppiato con cadmio negli attuali celle solari più conveniente. Questo materiale composito è facilmente girare fuso o stampato in un film da una soluzione acquosa. Insieme alla sua facilità di fabbricazione, questo materiale ibrido dispone anche di una figura termoelettrica di migliaia merito di volte maggiore rispetto sia del polimero o nanorod solo, un fattore cruciale nel migliorare le prestazioni del dispositivo.

"Negli ultimi anni, abbiamo visto enormi guadagni in termini di efficienza termoelettrica, ma vi è la necessità a basso costo, i materiali di efficienza moderati che sono facili da elaborare e modello su grandi aree", ha detto Rachel Segalman, uno scienziato facoltà a Berkeley Lab e professore di chimica e biomolecolare della University of California, Berkeley. "Abbiamo avuto un sacco di intuizione di ciò che avrebbe funzionato con polimeri e nanocristalli, e ora esplorare lo spazio materiale per ottimizzare questi sistemi e passare a materiali più terra-abbondante."

Un documento di reporting questa ricerca, intitolato "Acqua-processabili polimero-nanocristalli ibridi per il termoelettrico," appare in Nano Letters ed è disponibile per gli abbonati on-line. Co-autore del Libro con Urban e Segalman erano Kevin Sede, Giuseppe Feser, Cynthia Chen e Arun Majumdar.

Parti di questo lavoro alla Fonderia molecolare sono state supportate da Office DOE della Scienza.

Last Update: 14. October 2011 14:18

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