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Dal calore alla corrente elettrica grazie ad un chip
Andrea Bai 22 Novembre 2006, alle 14:53 Portatili “Una giovane azienda statunitense ha progettato un dispositivo in grado di recuperare energia elettrica dalla dissipazione di energia termica. Rivoluzione in arrivo per i portatili?”
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In un futuro non troppo lontano sarà possibile fruire di dispositivi
elettronici in grado di recuperare corrente elettrica dall'energia termica,
grazie ad un progetto sviluppato da Eneco,
una startup americana che ha studiato un sistema di conversione in grado di
trasformare il calore in energia elettrica.
Il progetto è stato annunciato a Londra la scorsa settimana, in occasione
di una conferenza durante la quale il CEO di Eneco ha spiegato che l'azienda
ha sviluppato un non meglio precisato chip per la conversione di energia il
quale è inoltre in grado, come impiego alternativo di esercitare un'azione
refrigerante quando viene ad esso applicata una corrente elettrica.
Secondo le informazioni
disponibili, tale chip è stato realizzato basandone la progettazione
sui principi dell'effetto termoionico, secondo il quale un metallo riscaldato
è in grado di emettere elettroni poiché questi acquistano un'energia
termica superiore al lavoro di estrazione, ovvero l'energia minima necessaria
per estrarre un elettrone da un metallo. Ponendo questo metallo all'interno
di un contenitore nel quale è stato creato il vuoto e contrapponendo
ad esso un'altro elemento metallico, si viene a creare un flusso di elettroni
(corrente) che può essere incanalata in qualche modo.
Il problema principale nella progettazione di questo sistema risiede nella
possibilità di creare il vuoto tra i due metalli, ovviamente mantenendo
il dispositivo di dimensioni ridotte. Eneco ha quindi pensato di frapporre tra
i due metalli un particolare semiconduttore termoelettrico in grado di poter
sostenere il differenziale termico tra i due metalli. Secondo quanto dichiarato
dall'azienda, tale "chip", che è in grado di operare fino a
temperature di 600 gradi Celsius, è caratterizzato da un'efficienza
di conversione tra il 20% e il 30%.
Sebbene l'obiettivo primario di Eneco sia quello di proporre questo nuovo dispositivo
nel mercato delle soluzioni termoelettriche, il passo successivo potrebbe essere
rappresentato dallo sdoganamento anche nel settore dei dispositivi di alimentazione
portatile, ovvero quello che attualmente è dominato dalle batterie
agli ioni e polimeri di litio.
In questo senso due colossi del settore IT, Dell e Apple, si sono mostrati
particolarmente interessati al progetto, avviando colloqui con Eneco per valutare
in che misura il nuovo dispositivo possa essere integrato in soluzioni notebook,
sfruttando ad esempio il calore generato dal processore per ricavare
corrente elettrica che possa alimentare dispositivi a basso consumo come, ad
esempio, le ventole di aerazione.
E' comunque necessario attendere il prossimo passo, rappresentato dalla produzione
di un esemplare pilota funzionante. Secondo Eneco questa fase sarà raggiunta
non prima della conclusione del prossimo anno. |
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Commenti (54)
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| Commento # 11
di: Fx
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:30 |
è da quando ho comprato qualche cella di peltier per curiosità (no, niente overclock) che mi chiedo una cosa:
se applichi una corrente, funziona come pompa di calore e ottieni una differenza di temperature tra faccia calda e fredda
se invece applichi una differenza di temperatura tra faccia calda e fredda, ottieni una corrente (in soldoni: funziona a rovescio)
ora, la cosa scema che si chiedeva il sottoscritto è: ma se io metto una cella di peltier tra la cpu e il dissipatore, e la uso a rovescio (ovvero uso la corrente elettrica che ne esce in virtù della differenza di temperatura che si ha tra la faccia a contatto con la cpu e la faccia a contatto col dissipatore) io di fatto "pompo via" una (piccola in virtù della scarsa efficenza della cella nel lavoro rovescio) parte del calore...
mi spiego in altri termini. la cella in soldoni converte l'energia termica in energia elettrica. se questa la sfrutto ad esempio mettendoci una resistenza io ottengo che la resistenza si scalda, e quel calore lì è proprio quello che viene rubato alla cpu. ora, magari la cpu alla fin fine lavorerà a qualche grado in più (perchè un conto è la cpu a contatto diretto col dissipatore, un conto è a contatto con la cella di peltier a funzionamento inverso e quindi col dissipatore) ma il dissipatore dovrà dissipare meno energia!
il passo successivo è reimmettere quella stessa energia elettrica nel sistema, in modo da ottenere un'efficenza complessiva superiore...
voglio le royalty da parte di quell'azienda cazzo  |
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| Commento # 12
di: vaio-man
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:31 |
bè messo in un note permetterebbe di risparmiare energia quando si è a batteria alimentando ventole led e altre piccole cosuccie, mentre può aiutare nella funzione di raffreddamento del procio quando si è attacati alla presa elettrica
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| Commento # 13
di: May81
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:31 |
l'efficienza sarà molto più bassa
Questi dispositivi hanno efficienze elevate solo quanto la differenza di temperatura è molto alta. Quindi il 20-30% si riferisce ad un funzionamento a 400gradi rispetto ai 20gradi ambientali. Una CPU al max può fornire una temperatura di 90gradi con però una riduzione della durata della stessa (meglio non superare i 60-70gradi) quindi l'efficienza di conversione sarà molto più bassa e comunque sarà necessario raffreddare la parte fredda del materiale termoelettrico al fine di avere temperature non troppo distanti dalla temperatura ambiente.
Rimane cmq una tecnologia molto promettente poichè ha rendimenti 5 volte maggiori rispetto alle celle peltier attuali. Quindi volendo sarebbe ottima anche per raffredare la cpu.
Un utilizzo più interessante sarebbe recuperare il calore dei gas di scarico di motori termici (300-500gradi) oppure bruciare un combustibile per avere un generatore di elettricità. Per esempio nel sito della società ipotizzano di sostituire la batteria al litio del portatile con uno di questi generatori con conseguente aumento dell'autonomia di 4 volte (3->12ore) ovviamente senza aumentare il volume della batteria |
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| Commento # 14
di: Bulfio
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:31 |
http://vnuuk.typepad.com/photos/unc...ip_image002.gif
con una dimensione del genere è possibile che faccia già largo uso di nanotecnologie. Bisogna poi vedere cosa intendi te per nanotecnlogie
Per la questione riscaldante, se il chip "assorbe" calore, è probabile che con una tensione applicata l'assorbimento sia maggiore. Mi viene tanto il mente la cella di Peltier. |
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| Commento # 15
di: gibbz
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:32 |
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| Commento # 16
di: marino7
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:33 |
Da quanto ho capito non sembra un'invenzione rivoluzionaria, l'effetto termoionico è ben conosciuto, ciò che potrebbe essere interessante è l'ampliamento dei campi di utilizzo, che permetterebbe di recuperare convenientemente corrente dal calore.
20-30% sono rendimenti molto (forse troppo...) elevati, dipende dalle temperature...
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| Commento # 17
di: topinoz
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:35 |
beh se si potesse applicare alle auto ibride.....ricaricano gli accumulatori col calore del radiatore....
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| Commento # 18
di: danyroma80
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:37 |
beh anche se come rendimento è basso, recuperare un 20% dell'energia che comunque andrebbe sprecata in calore e' un buon risparmio.
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| Commento # 19
di: topinoz
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:38 |
beh se si potesse applicare alle auto ibride.....ricaricano gli accumulatori col calore del radiatore....
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| Commento # 20
di: Bulfio
pubblicato il 22 Novembre 2006, 15:41 |
| Originariamente inviato da: Fx | è da quando ho comprato qualche cella di peltier per curiosità (no, niente overclock) che mi chiedo una cosa:
se applichi una corrente, funziona come pompa di calore e ottieni una differenza di temperature tra faccia calda e fredda
se invece applichi una differenza di temperatura tra faccia calda e fredda, ottieni una corrente (in soldoni: funziona a rovescio)
ora, la cosa scema che si chiedeva il sottoscritto è: ma se io metto una cella di peltier tra la cpu e il dissipatore, e la uso a rovescio (ovvero uso la corrente elettrica che ne esce in virtù della differenza di temperatura che si ha tra la faccia a contatto con la cpu e la faccia a contatto col dissipatore) io di fatto "pompo via" una (piccola in virtù della scarsa efficenza della cella nel lavoro rovescio) parte del calore...
mi spiego in altri termini. la cella in soldoni converte l'energia termica in energia elettrica. se questa la sfrutto ad esempio mettendoci una resistenza io ottengo che la resistenza si scalda, e quel calore lì è proprio quello che viene rubato alla cpu. ora, magari la cpu alla fin fine lavorerà a qualche grado in più (perchè un conto è la cpu a contatto diretto col dissipatore, un conto è a contatto con la cella di peltier a funzionamento inverso e quindi col dissipatore) ma il dissipatore dovrà dissipare meno energia!
il passo successivo è reimmettere quella stessa energia elettrica nel sistema, in modo da ottenere un'efficenza complessiva superiore...
voglio le royalty da parte di quell'azienda cazzo |
La cella di Peltier se non ricordo male si basa sulle differenze di temperatura tra le due facce della cella. Questo significa che se vuoi portare via calore da una faccia del piatto, dall'altra devi imporreuna temperatura decisamente bassa. Ovviamente una bassa differenza di temperatura comporta una bassa corrente in uscita. Prova con un tester.
Detto questo, ora puoi spiegarti perchè solitamente sopra una cella di Peltier è presente un water block iper pompato, se non addirittura azoto liquido.
Inoltre, dato che non si può mai andare contro il 2° principio della termodinamica, la quantità di calore che tu userai per fare ciò sarà sempre maggiore di quella che puoi permetterti di spostare. Infatti le celle di Peltier richiedono tensioni piuttosto elevate.
@marino7 & gibbz
Certo, non sono una novità, i principi fisici sono noti da un bel po'.
Forse la rivoluzione sta nel metterli in pratica, no? 
E aggiungo, che il 20-30% come inizio a mio parere è un grandissimo risultato. Se pensate che i pannelli solari hanno efficienze intorno al 10% (utilizzo utenza, non ricerca), e il motore a benzina attuale dovrebbe a fatica arrivare a un'efficienza del 20%..  |
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è da quando ho comprato qualche cella di peltier per curiosità (no, niente overclock) che mi chiedo una cosa:
se applichi una corrente, funziona come pompa di calore e ottieni una differenza di temperature tra faccia calda e fredda
se invece applichi una differenza di temperatura tra faccia calda e fredda, ottieni una corrente (in soldoni: funziona a rovescio)
ora, la cosa scema che si chiedeva il sottoscritto è: ma se io metto una cella di peltier tra la cpu e il dissipatore, e la uso a rovescio (ovvero uso la corrente elettrica che ne esce in virtù della differenza di temperatura che si ha tra la faccia a contatto con la cpu e la faccia a contatto col dissipatore) io di fatto "pompo via" una (piccola in virtù della scarsa efficenza della cella nel lavoro rovescio) parte del calore...
mi spiego in altri termini. la cella in soldoni converte l'energia termica in energia elettrica. se questa la sfrutto ad esempio mettendoci una resistenza io ottengo che la resistenza si scalda, e quel calore lì è proprio quello che viene rubato alla cpu. ora, magari la cpu alla fin fine lavorerà a qualche grado in più (perchè un conto è la cpu a contatto diretto col dissipatore, un conto è a contatto con la cella di peltier a funzionamento inverso e quindi col dissipatore) ma il dissipatore dovrà dissipare meno energia!
il passo successivo è reimmettere quella stessa energia elettrica nel sistema, in modo da ottenere un'efficenza complessiva superiore...
voglio le royalty da parte di quell'azienda cazzo