E se potessi stampare facilmente un sottile strato di materiale, da utilizzare ovunque, che ti consentirebbe di creare raccoglitori di energia o dispositivi di raffreddamento flessibili? Potrebbe presto essere una realtà.

La conversione termoelettrica è una tecnologia di conversione dell'energia a stato solido ed ecologica con ampie applicazioni che includono il raffreddamento a stato solido, raccolta di energia e recupero del calore residuo.

I dispositivi termoelettrici flessibili sono particolarmente attraenti per il recupero del calore residuo lungo le superfici sagomate e per le applicazioni di raccolta di energia per alimentare i sensori, dispositivi biomedici ed elettronica indossabile:un'area in crescita esponenziale. Però, ottenere a basso costo, materiali termoelettrici flessibili ed efficienti è estremamente difficile a causa di molti materiali e sfide di produzione.

Nel lavoro condotto dal professor Yanliang Zhang alla Boise State University, film e dispositivi termoelettrici flessibili ad alte prestazioni ea basso costo sono stati fabbricati mediante un innovativo processo di serigrafia che consente la conversione diretta dei nanocristalli in dispositivi termoelettrici flessibili.

Il controllo preciso della forma e della chimica superficiale dei nanocristalli di partenza e l'ottimizzazione del processo di nano-inchiostro e serigrafia sono i fattori chiave che danno luogo a prestazioni senza precedenti nei materiali termoelettrici stampati.

Il documento su questo lavoro, "Pellicole termoelettriche flessibili e ad alte prestazioni per cristallizzazione di nanopiastre lavorate in soluzione serigrafica, " è pubblicato sul Rapporti scientifici sito web. La collaborazione con la startup high-tech ThermoAura, concentrandosi sulla sintesi dei nanocristalli, anche contribuito al successo di questo lavoro.

Sulla base dell'analisi dei costi iniziali, i film serigrafati possono realizzare dispositivi termoelettrici a 2-3 centesimi per watt, un ordine di grandezza inferiore agli attuali dispositivi commerciali all'avanguardia. Una tale riduzione dei costi renderebbe il termoelettrico una tecnologia di conversione dell'energia molto competitiva che potrebbe aprire enormemente i mercati in gran parte inesplorati al recupero del calore di scarto.

Questo metodo di stampa additivo non solo andrà a beneficio dei termoelettrici, ma si traducono anche in un approccio di produzione dirompente per altri dispositivi elettronici e tecnologie di conversione o stoccaggio dell'energia a costi estremamente bassi e flessibilità.

La visione di Zhang di sposare la produzione additiva e la tecnologia energetica avanzata per consentire importanti innovazioni tecnologiche è stata riconosciuta anche da un'importante agenzia di finanziamento federale. Ha recentemente ricevuto un premio per l'infrastruttura dal Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti per investire in un'attrezzatura avanzata per la stampa additiva e stabilire capacità di produzione additiva all'avanguardia nello stato di Boise.

Questa nuova funzionalità consentirà agli studenti di eseguire ricerche all'avanguardia sulla produzione additiva e le loro applicazioni sui sensori di stampa, elettronica flessibile e sistemi di conversione e accumulo dell'energia.