I ricercatori della Aalto University School of Chemical Technology hanno applicato la tecnica di deposizione di strati atomici (ALD) alla sintesi di materiali termoelettrici. Trasformare l'energia di scarto in elettricità, questi materiali sono un mezzo promettente per produrre energia in modo conveniente e senza emissioni di anidride carbonica in futuro.

Usando la deposizione dello strato atomico, film sottili di circa 100 nm di spessore sono stati sintetizzati da ossido di zinco, un noto materiale termoelettrico. Ai film sottili di ossido di zinco è stato aggiunto anche alluminio o fosforo a basse concentrazioni, che ha migliorato le proprietà termoelettriche del materiale senza modificarne la struttura cristallina.

Il metodo di sintesi era adatto per i processi di crescita di film sottili che richiedono particolare precisione. In futuro, può essere utilizzato per fabbricare diverse nanostrutture per migliorare ulteriormente le proprietà termoelettriche del materiale.

"L'ottimizzazione simultanea di diverse proprietà termoelettriche, come la conduttività termica ed elettrica e il coefficiente di Seebeck, è impegnativo perché un miglioramento in una proprietà porta in genere al deterioramento di un'altra. Ma le nanostrutture prodotte dalla tecnica di deposizione dello strato atomico ci aiuteranno a superare questo problema, ' spiega Tommi Tynell, un dottorando.

Elettricità dal calore di scarto nelle case

I generatori basati su fenomeni termoelettrici sono dispositivi semplici e affidabili adatti anche a spazi disagiati. I materiali utilizzati nei loro moduli fanno tutto il lavoro convertendo l'energia termica in elettricità.

Nel futuro, potrebbero essere utilizzati ad esempio in edifici residenziali dove, quando installato nelle pareti, possono convertire il calore in elettricità. Nei veicoli, i generatori termoelettrici possono aiutare a ridurre il consumo di carburante. Se un generatore realizzato con materiali termoelettrici è installato vicino a un corpo umano, converte il calore generato dal corpo in energia.

I materiali termoelettrici sono già stati applicati, ad esempio, alla produzione di frigoriferi da campeggio. Nuovi materiali, però, devono essere sviluppate perché quelle attuali sono costose e alquanto tossiche.

Recentemente sono stati pubblicati due articoli di ricerca sull'argomento nelle pubblicazioni scientifiche Giornale di scienza dei materiali e Journal of Vacuum Science and Technology A .