Il professore di scienze dei materiali e ingegneria dell'Università dello Utah Ashutosh Tiwari e il suo team hanno un materiale economico e biocompatibile che può generare elettricità attraverso un processo termoelettrico che coinvolge calore e aria fredda. Il materiale (i blocchi neri tra i due piatti nella foto) potrebbe essere utilizzato con pentole per caricare telefoni o gioielli per alimentare i sensori di salute. Credito:Dan Hixson/University of Utah College of Engineering
Grazie alla scoperta di un nuovo materiale da parte degli ingegneri dell'Università dello Utah, gioielli come un anello e il calore del tuo corpo potrebbero generare abbastanza elettricità per alimentare un sensore del corpo, o una padella potrebbe caricare un cellulare in poche ore.
Il gruppo, guidato dal professore di scienza dei materiali e ingegneria dell'Università dello Utah Ashutosh Tiwari, ha scoperto che una combinazione degli elementi chimici calcio, cobalto e terbio possono creare un efficiente, materiale economico e biocompatibile in grado di generare elettricità attraverso un processo termoelettrico che coinvolge calore e aria fredda.
Le loro scoperte sono state pubblicate in un nuovo documento il 20 marzo nell'ultimo numero di Rapporti scientifici . Il primo autore dell'articolo è un ricercatore post-dottorato in scienze dei materiali e ingegneria dell'Università dello Utah, Shrikant Saini.
L'effetto termoelettrico è un processo in cui la differenza di temperatura in un materiale genera una tensione elettrica. Quando un'estremità del materiale è calda e l'altra è fredda, i portatori di carica dall'estremità calda si spostano attraverso il materiale verso l'estremità fredda, generando una tensione elettrica. Il materiale necessita di una differenza di temperatura inferiore a un grado per produrre una tensione rilevabile.
Per anni, i ricercatori hanno cercato il giusto tipo di materiale che renda il processo più efficiente e produca più elettricità ma non sia tossico. Ci sono altri materiali che possono generare energia in questo modo, come cadmio-, materiali a base di tellururo o mercurio, ma quelli sono tossici per l'uomo. Il vantaggio unico di questo nuovo materiale del team di Tiwari è che è poco costoso da produrre e, soprattutto, bio-friendly ed eco-friendly pur essendo efficiente nella generazione di elettricità, dice Tiwari. Perciò, potrebbe essere sicuro da usare con gli umani.
Il professore di scienza e ingegneria dei materiali dell'Università dello Utah Ashutosh Tiwari e il suo team hanno un materiale economico e biocompatibile in grado di generare elettricità attraverso un processo termoelettrico che coinvolge calore e aria fredda. In questo grafico, il calore di una stufa calda, accoppiato con l'acqua più fredda o il cibo in una pentola, potrebbe generare abbastanza elettricità per caricare un cellulare. Credito:Ashutosh Tiwari
"Non ci sono sostanze chimiche tossiche coinvolte, " dice. "È molto efficiente e può essere utilizzato per molte applicazioni quotidiane".
Le applicazioni per questo nuovo materiale sono infinite, dice Tiwari. Potrebbe essere integrato in gioielli che utilizzano il calore corporeo per alimentare dispositivi medici impiantabili come i monitor della glicemia o i monitor cardiaci. Potrebbe essere utilizzato per caricare dispositivi mobili tramite pentole, o in auto dove trae dal calore del motore. Gli aeroplani potrebbero generare energia extra utilizzando il calore dall'interno della cabina rispetto all'aria fredda esterna. Le centrali elettriche potrebbero anche utilizzare il materiale per produrre più elettricità dal calore fuoriuscito generato dall'impianto.
"Nelle centrali elettriche, circa il 60 per cento dell'energia viene sprecato, " ricercatore post-dottorato, Saini, dice. "Con questo, potresti riutilizzare parte di quel 60 percento."
Finalmente, Tiwari dice che potrebbe essere utilizzato nei paesi in via di sviluppo dove l'elettricità è scarsa e l'unica fonte di energia è il fuoco nelle stufe.
Il Technology &Venture Commercialization Office dell'Università dello Utah ha depositato un brevetto statunitense per il materiale, e il team lo svilupperà inizialmente per l'uso nelle auto e per i biosensori, dice Tiwari.
