Energie rinnovabili: la novità dei generatori termoelettrici

Da poco è stato creato un dispositivo “passivo” che genera elettricità combinando il riscaldamento solare con il raffreddamento radiativo. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.

E’ stato progettato un nuovo generatore termoelettrico autoalimentato.

Generatore termoelettrico: come produrre energia pulita

Sono stati fatti nuovi passi avanti per la produzione energetica a zero emissioni e h24. Un team multi-istituzionale di ricercatori ha realizzato un nuovo generatore termoelettrico che sfrutta il calore solare e il raffrescamento radiativo per generare elettricità sia di giorno che di notte, con il cielo terso o nuvoloso.

L’obbiettivo di questa nuova tecnologia è quello di fornire una fonte di alimentazione per piccoli dispositivi elettronici.

Jing Liu, leader del gruppo di ricerca dell’Università di Jimei in Cina, ha affermato:

“Le fonti di energia tradizionali come le batterie hanno una capacità limitata e richiedono una sostituzione o una ricarica regolare, un intervento in alcuni casi scomodo e insostenibile. Il nostro nuovo design […] potrebbe offrire una soluzione energetica sostenibile e continua per piccoli apparecchi elettrici”.

I generatori termoelettrici (TEG) o generatori Seebeck, sono dispositivi che sfruttano una differenza di temperatura tra due conduttori per produrre elettricità. Per superare il problema della creazione di differenze di temperature instabili che non farebbero generare abbastanza elettricità, Liu e colleghi hanno messo a punto un nuovo tipo di TEG autoalimentato, ovvero capace di ottenere il calore e il freddo necessari per disporre sempre di una differenza di temperatura abbastanza grande per la produzione elettrica.

Generatore termoelettrico autoalimentato: come funziona e i vantaggi

Il dispositivo sviluppato utilizza un assorbitore solare a banda ultralarga (UBSA) per catturare la luce e un emettitore di raffreddamento radiativo planare (RCE) per rilasciare il calore. Il primo elemento riscalda un lato del generatore il secondo raffredda quello opposto.

Quando la luce colpisce l’intero dispositivo, le parti non ombreggiate dell’UBSA assorbono l’energia solare per riscaldarsi mentre l’RCE in cima inizia a raffreddarsi. La combinazione crea una differenza di temperatura che viene convertita in elettricità. Di notte o nei giorni nuvolosi, la differenza di temperatura è notevolmente ridotta a causa dell’assenza di luce diretta. Tuttavia, è presente ancora una certa differenza di temperatura che può essere utilizzata per ottenere elettricità, anche se con un’efficienza inferiore.

I ricercatori hanno testato il nuovo generatore termoelettrico all’aperto in condizioni reali. Il dispositivo ha raggiunto un’uscita di tensione di picco di 166,2 mV nelle giornate soleggiate, sufficiente per alimentare un piccolo sensore. Di notte o nelle giornate nuvolose il valore si è abbassato rispettivamente a 14,7 mV e 95 mV.