Stampa 3D di tubi TE per la generazione di energia. a) Schema che mostra il tubo TE generatore di energia costituito dai tubi PbTe di tipo p e di tipo n stampati in 3D nella vista frontale. b) Fotografia che mostra i componenti per l'assemblaggio del modulo. c) Fotografia dell'unipair scheggiato del tubo TE generatore di energia fabbricato di gambe PbTe di tipo p e di tipo n e modello schematico di un tubo generatore di energia che scheggia dieci paia di gambe TE assemblate dal modulo dell'unità fabbricato. Credito:UNIST
Un gruppo di ricerca congiunto, affiliato con l'UNIST ha annunciato di aver sviluppato con successo una tecnologia termoelettrica per produrre tubi per la generazione di energia utilizzando tecniche di stampa 3D. I ricercatori hanno scoperto che il dispositivo a forma di tubo è più efficace dei dispositivi convenzionali. Questa svolta è stata guidata congiuntamente dal professor Han Gi Chae e dal professor Jae Sung Son del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali, e il Professor Sung Youb Kim del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'UNIST.
"Attraverso questa ricerca, saremo in grado di convertire efficacemente il calore generato dai camini delle fabbriche, il tipo più comune di fonte di calore residuo, in elettricità, " ha detto il professor Son. Ha detto che questo è perché i dispositivi termoelettrici esistenti erano in forme parallelepipedi rettangolari.
In questo studio, i ricercatori hanno creato il tubo termoelettrico utilizzando un inchiostro stampato in 3D composto da piombo (Pb) e tellurio (Te). Le particelle metalliche sono state mescolate all'interno di un solvente a base di glicerolo per fornire viscoelasticità, uno stato che presenta caratteristiche sia viscose che elastiche. Il tubo ha un'elevata prestazione termoelettrica a temperature comprese tra 400 e 800 gradi Celsius, che è l'intervallo di temperatura dei gas di scarico di un'auto. La forma del tubo lo rende più efficace nella raccolta del calore rispetto a un tipo cuboide convenzionale.
"Se utilizziamo la tecnologia di stampa 3D nella produzione di materiali termoelettrici, saremo in grado di superare i limiti dei materiali convenzionali, " ha affermato il professor Chae. "La nuova tecnologia per fornire caratteristiche viscoelastiche ai materiali stampati in 3D sarà utilizzata in vari altri settori".
Il loro lavoro è stato presentato sulla copertina di Materiali energetici avanzati , che è stato reso disponibile online nell'aprile 2021 prima della pubblicazione finale nel maggio 2021. Questo studio è stato partecipato congiuntamente dal professor Sangjoon Ahn, Dott. Jaehyung Hong, Professor Ji Eun Lee della Chonnam National University, e Jeongin Jang del Korea Electrotechnology Research Institute.
Illustrazione schematica che mostra le cariche superficiali indotte dal drogaggio di particelle di PbTe drogate con Na e Sb che generano colloidi viscoelastici. Credito:UNIST
