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  • Le strisce di nanotubi di carbonio sfruttano il calore disperso

    Immagine al microscopio elettronico a scansione in sezione trasversale della pellicola autoportante Ni/MWNT.

    Dove si lavora c'è calore disperso, ma la ricerca sta facendo progressi verso modi per sfruttare il calore in modo che questa energia non venga sprecata. I dispositivi per convertire il calore in energia meccanica e poi in energia elettrica hanno suscitato particolare interesse perché producono tensioni più elevate che possono superare le prestazioni dei dispositivi termoelettrici Seebeck, che convertono il calore direttamente in energia elettrica. Però, i dispositivi di conversione dell'energia termica-meccanica sono stati finora grandi, bagni di calore pesanti e ingombranti e temperature di esercizio notevolmente superiori alla temperatura ambiente. Ora, Takashi Ikuno, Tatsuo Fukano, Kazuo Higuchi e Yasuhiko Takeda hanno sviluppato una semplice striscia "bimorfa" lunga solo pochi millimetri, che converte il calore in energia meccanica a temperature inferiori a 100 , e sotto una differenza di temperatura di appena 5℃.

    La striscia bimorfa è un film autoportante (FSF) con un composto di nanotubi di carbonio a parete multipla (MWNT) da un lato e nichel dall'altro. Il nichel si espande molto più facilmente del composito MWNT, e questo fa piegare la striscia a contatto con una superficie calda. Quando la striscia si piega, il nichel si allontana dalla superficie calda, dove si raffredda rapidamente a causa della bassa capacità termica della striscia. Al raffreddamento, la striscia si allunga verso la piastra riscaldante dove viene nuovamente riscaldata, e così si piega e si allunga continuamente, generazione di energia meccanica.

    La massa ridotta e le dimensioni ridotte della striscia bimorfa sono fondamentali per la sua elevata sensibilità al calore, e lo rendono ideale anche per l'integrazione in microdispositivi. La sensibilità al calore può essere ulteriormente migliorata allineando i nanotubi di carbonio nello strato composito. I ricercatori concludono, "Riteniamo che i MWNT-FSF sviluppati in questo studio potrebbero essere uno degli elementi costitutivi dei nanodispositivi per la conversione dell'energia".


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