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I ricercatori della Northwestern University realizzano un materiale capace di convertire in energia elettrica il 14% del calore dissipato da un corpo

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gli faccio tanti auguri.. ma mi sa che hanno scopero l'acqua tiepida..

una centrale a ciclo combinato raggiunge il 67% di efficienza energetica.. qua si parla di 15%.. certo.. magari se rivestiamo le caldaie con questo sistema recuperiamo una parte delle perdite termiche e le convertiamo in energia elettrica.. ma che temperatura serve ?.. o meglio.. che differenziale termico serve per generare energia elettrica ?.. pare una cella di peltier al rovescio..

inoltre.. il costo vale la candela ?

finalmente gli stronzi(o) servono a qualcosa =P

Se fosse possibile la produzione di massa a costo decente ci sarebbero innumerevoli utilizzi.

Restando al tema hwupgrade in tutti i dispositivi elettronici che producono calore (pc/notebook).

gli faccio tanti auguri.. ma mi sa che hanno scopero l'acqua tiepida..

una centrale a ciclo combinato raggiunge il 67% di efficienza energetica.. qua si parla di 15%.. certo.. magari se rivestiamo le caldaie con questo sistema recuperiamo una parte delle perdite termiche e le convertiamo in energia elettrica.. ma che temperatura serve ?.. o meglio.. che differenziale termico serve per generare energia elettrica ?.. pare una cella di peltier al rovescio..

inoltre.. il costo vale la candela ?
Non penso che una centrale sia l'ambito di impiego previsto... io penso più che altro che questa tecnologia verrà utilizzata in ambiti più "ristretti", come è stato già detto ad esempio nelle automobili o in un notebook.
I limiti sono dati dai materiali (costo ed eventuale tossicità) e dall'efficenza (che attualmente è limitata ma è già qualcosa). Tuttavia ciò non toglie che tali limiti possano essere superati (nuovi materiali ed efficenza migliorata)...

già

come è successo e continua a succedere con il fotovoltaico

esempio stupido ... lo applichi sul retro di un orologio e potresti ottenere il doppio della durata della batteria... idem per uno smatphone che scalda come un forno sommato al calore del contatto con il corpo umano (mano/viso)...
ma il problema temo sia il "re-immetterla nel ciclo" dell'apparecchio... non credo che questa nuova corrente ottenuta possa essere invita alla batteria... quindi dome la si immagazzina?
ciao

ah!... dimenticavo la citazione:

"Un corpo umano genera più bioelettricità di una batteria da 120 volt ed emette oltre 6 milioni di calorie. Sfruttando contemporaneamente queste due fonti le macchine si assicurarono a tempo indefinito tutta l'energia di cui avevano bisogno. Ci sono campi, campi sterminati, dove gli esseri umani non nascono, vengono coltivati" [The Matrix]

esempio stupido ... lo applichi sul retro di un orologio e potresti ottenere il doppio della durata della batteria... idem per uno smatphone che scalda come un forno sommato al calore del contatto con il corpo umano (mano/viso)...


Mica lo so... il mio smartphone in sè difficilmente supera i 35°, misurati dalla sua sonda, se non con utilizzo intenso in estate (va bene, ma quante ore potranno mai essere al giorno?), ovviamente la sensazione di calore alla testa è a parte ed è data dalla radiofrequenza, quindi non può essere presa in consdierazione...
Come è scritto sopra anche io sono un pò perplesso circa i differenziali di temperatura da mettere in gioco, che credo proprio che non possano essere così esigui... lo vedo più come associabile ad un dispositivo come una caldaia che non ad un telefono/notebook, dove abbiamo delta esigui.

Io credo che questo materiale funzioni con l'effetto fotoelettrico... mi spiego:

Il silicio cattura fotoni nel visibile e vicino infrarosso e li trasforma in elettricità. Il sole non è la sola fonte di luce, qualsiasi corpo riscaldato emette radiazione luminosa la cui lunghezza d'onda media dipende dalla temperatura a cui si trova. Ad esempio il sole ha una temperatura superficiale di 5500°K e quindi emette con una banda piccata nel visibile.
Un corpo a temperatura ambiente (300°K) in genere emette nel lontano infrarosso. Trattasi di calore irradiato ma sono pur sempre fotoni e quindi energia che può essere immagazzinata se abbiamo un materiale in grado di convertirla. In pratica sospetto che questo materiale permetta di fare per la radiazione termica infrarossa la stessa cosa che le celle fotovoltaiche di silicio fanno per la radiazione visibile: convertire fotoni in energia elettrica.

Ergo: se fosse così non serva che ci siano elevati gradienti termici (elevate temperature) per funzionare in quanto il principio è di funzionamento è differente.

beh magari su un cellulare no, ma applicato su una parte dei dissipatori dei notebook potrebbe fare sia da "corpo freddo" risucchiando parte del calore per convertirlo, sia alimentare un'eventuale ventolina extra per i picchi del calore (si sembra un no-sense....alimentare una cosa che aiuta a non alimentarla....)
però se riescono a portare l'efficenza a 20-25%......ridurre di 1/4 l'energia delle ventole è gia un grosso risparmio!

ok tempo che la perfezzionino,e poi una multinazionale compra il brevetto e lo mette nel casetto dove restera' x il resto della vita..

un'altro amaro tentativo :|,tanto sappiamo che se non riescono a comprarli sti brevetti,seccano i loro inventori o le loro famiglie..multinaz. = associazione a delinquere a stampo mafioso.

ok e il secondo principio della termodinamica dov'è??

OMG!! ma allora la mia tesi di laurea triennale non era così fuori dal mondo °_°

comunque ragazzi prendete una cella di peltier e la usate al contrario :read: come dice notturnia

trovate il principio come effetto seebeck ;)

purtroppo sti aggeggi non possono essere migliorati più di tanto perchè tutto dipende dal semiconduttore usato...però ricollegandomi al discorso di notturnia, si possono usare con una utilità discreta negli scambiatori di calore, infatti alcune aziende ti preparano lo scambiatore con tante di queste celle di peltier già collegate pronte per erogare potenza elettrica.

discorso per un utilizzo su pc: non vale un razzo...

l'unico utilizzo casalingo possibilmente conveniente, oltre che per la caldaia come fosse una centrale termoelettrica :sofico: , sarebbe quello di tappezzare la parete dietro i termosifoni/caloriferi dato che sarebbe a quel punto isolante e qualche watt lo si recupera...il problema è mantenere la differenza di temperatura e la teoria è veramente bellissima, ma la pratica è una gran tr**a che manda tutti i buoni propositi a quel paese :(

ok tempo che la perfezzionino,e poi una multinazionale compra il brevetto e lo mette nel casetto dove restera' x il resto della vita..

un'altro amaro tentativo :|,tanto sappiamo che se non riescono a comprarli sti brevetti,seccano i loro inventori o le loro famiglie..multinaz. = associazione a delinquere a stampo mafioso.

ecco... ti pareva che non arrivava il solito simpatico di bassa lega che comincia a rompere sui brevetti che si comprano le multinazionali....

Lo volete capire che il brevetto è uno dei pochi mezzi al mondo che permette di far si che la conoscenza venga realmente condivisa??????

Cioè voi credete veramente che io invento la cura per il cancro e poi arriva la multinazionale brutta e cattiva che si compra il brevetto per sempre???

In sintesi funziona così: io brevetto una cosa e io solo posso sfruttarla per 20 anni ( e solo per 20 non rinnovabili... ), ma il mio brevetto DIVENTA PUBBLICO ( cioè qualsiasi persona può andare in un ufficio brevetti a vederlo.....).
Se la multinazionale brutta e cattiva vuole il mio brevetto mi paga, ma la conoscenza è già diventata pubblica. Chiunque può migliorare il brevetto oppure utilizzarlo per creare delle invenzioni derivate ( questi punti sono un po' ostici da spiegare, chi ne fosse interessato è meglio che si legga la normativa europea sui brevetti... ) che NON possono essere bloccate ( cioè la multinazionale brutta e cattiva NON può obbligarmi a non sfruttarli ).
Inoltre la legge (sia italiana che europea) impedisce il mancato sfruttamento: se io so che esiste il brevetto di qualcosa e so che non è sfruttato basta che vada da un giudice ed esso è obbligato a rendere nullo il brevetto ( cioè l'argomento del brevetto diventa non più brevettabile e di dominio pubblico... ).
Oltre a questo bisogna considerare che il prezzo di un brevetto è altissimo, tanto che nessuno riesce MAI a brevettare qualcosa in tutto il mondo ( ciò è dovuto anche al fatto che non esiste una normativa internazionale e quindi devo brevettare nei singoli stati traducendo tutto nelle lingue nazionali.... ) e soprattutto che il prezzo aumenta nel tempo: il primo anno costa una frazione piccolissima del ventesimo e quindi non conviene mai brevettare fino al 20° anno ( a meno che i costi di ricerca, es farmaci, siano altissimi... ).

Quindi vuoi produrre le auto ad idrogeno, che sicuramente credi essere sperdute in un magazzino di qualche megacorporazione (modello fine dei predatori dell'arca perduta)... basta che te ne vai in uno stato dell'africa, in Antartide o in Cina ( che li se ne fregano del sistema dei brevetti internazionale, visto che hanno il loro.... ) e cominci a produrle....

PS: di sicuro c'è qualche irregolarità ed in alcuni punti il discorso è abbastanza approssimato... non mi ricordo molto bene la normativa brevettuale...


l'unico utilizzo casalingo possibilmente conveniente, oltre che per la caldaia come fosse una centrale termoelettrica :sofico: , sarebbe quello di tappezzare la parete dietro i termosifoni/caloriferi dato che sarebbe a quel punto isolante e qualche watt lo si recupera...il problema è mantenere la differenza di temperatura e la teoria è veramente bellissima, ma la pratica è una gran tr**a che manda tutti i buoni propositi a quel paese :(

Uhm beh ma tipo tra un termosifone ed un muro esterno la differenza di termperatura credo che venga mantenuta abbastanza.... inoltre sarebbe possibile saldare degli ipotetici supporti ai tondini del cemento armato ( per le case nuove eh... ) su cui inserire questi "convertitori" per aumentare ulteriormente la dispersione del calore....

gli faccio tanti auguri.. ma mi sa che hanno scopero l'acqua tiepida..

una centrale a ciclo combinato raggiunge il 67% di efficienza energetica.. qua si parla di 15%.. certo.. magari se rivestiamo le caldaie con questo sistema recuperiamo una parte delle perdite termiche e le convertiamo in energia elettrica.. ma che temperatura serve ?.. o meglio.. che differenziale termico serve per generare energia elettrica ?.. pare una cella di peltier al rovescio..

inoltre.. il costo vale la candela ?

il 67% di costoso gas, mentre il 15% di sole gratuito. le caldaie sono già isolate non conviene... ma pensa a tappezzare muri e tetti delle case, in estate avresti parecchia energia e più fresco all'interno grazie all'effetto isolamento che produce

esempio stupido ... lo applichi sul retro di un orologio e potresti ottenere il doppio della durata della batteria... idem per uno smatphone che scalda come un forno sommato al calore del contatto con il corpo umano (mano/viso)...
ma il problema temo sia il "re-immetterla nel ciclo" dell'apparecchio... non credo che questa nuova corrente ottenuta possa essere invita alla batteria... quindi dome la si immagazzina?
ciao

si ma poi ti vengono i reumatismi al polso col freddo che ti fa :D

smartphone o notebook non conviene, le cpu dissipano a dire tanto 30W, metti anche che ne recuperi il 15% sono 4.5W... una inezia non vale la spesa

lo vedo più come associabile ad un dispositivo come una caldaia che non ad un telefono/notebook, dove abbiamo delta esigui.

le caldaie sono isolate... anche i fumi escono appena tiepidi

Uhm beh ma tipo tra un termosifone ed un muro esterno la differenza di termperatura credo che venga mantenuta abbastanza.... inoltre sarebbe possibile saldare degli ipotetici supporti ai tondini del cemento armato ( per le case nuove eh... ) su cui inserire questi "convertitori" per aumentare ulteriormente la dispersione del calore....

si, dovrebbe mantenersi, ma, dato il piccolo spessore delle celle, la superficie che dovrebbe restare "fredda" dopo un certo tempo si riscalda e così si perde tantissima conversione. Anche se magari il termosifone non lo si usa per tante ore quindi le celle non dovrebbero riscaldarsi troppo...:stordita:

in ogni caso se qualcuno vuole giocare con sti affari si fa un salto su ebay e si compra delle celle di peltier (per curiosità ne ho comprate 2 da 90W a 6euro spedite dalla cina e ci ho giocato un pochino), alla fine usando dei semicondutori non particolari (SiGe) si spende poco...non mi sono mai messo a fare un calcolo serio, ma a naso con una cosa homemade si dovrebbe rientrare dei costi in tempi ragionevoli...in caso se mi avanzano un centinaio di euri mi toglierò lo sfizio :D

Wow, praticamente l'effetto Seebeck col doppio dell'efficienza :)

Wow, praticamente l'effetto Seebeck col doppio dell'efficienza :)

già...però non penso sia a buon mercato :(

già...però non penso sia a buon mercato :(

a quanto pare non è un materiale proprio economico purtroppo

Cioè voi credete veramente che io invento la cura per il cancro e poi arriva la multinazionale brutta e cattiva che si compra il brevetto per sempre???

In sintesi funziona così: io brevetto una cosa e io solo posso sfruttarla per 20 anni ( e solo per 20 non rinnovabili... ), ma il mio brevetto DIVENTA PUBBLICO ( cioè qualsiasi persona può andare in un ufficio brevetti a vederlo.....).

Piccola precisazione: per quanto riguarda le medicine, bastano "soli" 5 ani affinché il brevetto diventi pubblico!(o almeno credo xD)

Inoltre, leggendo l'articolo non mi è sembrato che si fosse parlato di differenza di calore, ma solo di calore...è questa a mio parere è una bella differenza. Perché se funzionasse realmente a differenza di temperatura, sarebbero delle normali celle di peltier e quindi per avere un'alta efficienza avremmo bisogno di un corpo che si riscaldi e un corpo che si raffreddi. E raffreddare un corpo a sufficienza non è poi così facile. Nel caso in cui invece funzioni solo con calore sarebbe davvero una grande invenzione, in quanto oggi fonte di calore genererebbe corrente. Certo non potremo mai sperare di autoalimentare una casa solo con questo sistema(II principio della termodinamica: impossibile avere rendimento del 100%....) però sarebbe un buon aiuto.

Inoltre, leggendo l'articolo non mi è sembrato che si fosse parlato di differenza di calore, ma solo di calore...è questa a mio parere è una bella differenza. Perché se funzionasse realmente a differenza di temperatura, sarebbero delle normali celle di peltier e quindi per avere un'alta efficienza avremmo bisogno di un corpo che si riscaldi e un corpo che si raffreddi. E raffreddare un corpo a sufficienza non è poi così facile. Nel caso in cui invece funzioni solo con calore sarebbe davvero una grande invenzione, in quanto oggi fonte di calore genererebbe corrente. Certo non potremo mai sperare di autoalimentare una casa solo con questo sistema(II principio della termodinamica: impossibile avere rendimento del 100%....) però sarebbe un buon aiuto.

Temo che debba per forza funzionare con un differenziale di calore per poter generare della corrente. Se bastasse scaldare un semiconduttore per ottenere dell'energia avremmo inventato la macchina del moto perpetuo in quanto il passaggio di energia in un conduttore genera sempre calore, che a sua volta genererebbe più energia e così via innescando un ciclo infinito (che porterebbe il materiale al punto di fusione tra l'altro).
Molto probabilmente sono "semplicemente" delle celle di Peltier molto efficienti.
Resta interessante l'impiego in campo automobilistico dove il raffreddamento potrebbe non essere così impegnativo come sembra (viaggiando si riesce a far passare una discreta quantità di aria attraverso ad esempio un radiatore).

invece basta una semplice differenza di temperatura ;)

se non credete all'effetto seebeck, potete provare a prendere una peltier e usarla "al contrario" :read:

gli faccio tanti auguri.. ma mi sa che hanno scopero l'acqua tiepida..

una centrale a ciclo combinato raggiunge il 67% di efficienza energetica.. qua si parla di 15%.. certo.. magari se rivestiamo le caldaie con questo sistema recuperiamo una parte delle perdite termiche e le convertiamo in energia elettrica.. ma che temperatura serve ?.. o meglio.. che differenziale termico serve per generare energia elettrica ?.. pare una cella di peltier al rovescio..

inoltre.. il costo vale la candela ?

Non c'entra nulla quello che stai dicendo... In una centrale si adottano sistemi diversi (che non conosco, ma immagino per lo piu' meccanici che altro).

Qui si parla di un pezzo di metallo che scaldato produce un 14% di energia elettrica. Dato che siamo in un forum di hardware di pc, la prima cosa che penso e' una CPU o una GPU. Se il tdp di un quad core desktop e' di 130watt, quel 14% (sperando sia una media) corrisponde a 18watt circa di corrente recuperata. Non male.

Vorrei piu' che altro sapere se, come nel mio esempio, quei 18watt vengono trasformati in corrente (ovvero il calore da dissipare passa dai 130watt a 112) oppure no. Sarebbe doppiamente utile, recuperi corrente e raffreddi il sistema.
Altra domanda: ma il processo richiede una trasformazione chimica (quindi dopo un po' la conversione calore/corrente non funziona piu')?

Non c'entra nulla quello che stai dicendo... In una centrale si adottano sistemi diversi (che non conosco, ma immagino per lo piu' meccanici che altro).

Qui si parla di un pezzo di metallo che scaldato produce un 14% di energia elettrica. Dato che siamo in un forum di hardware di pc, la prima cosa che penso e' una CPU o una GPU. Se il tdp di un quad core desktop e' di 130watt, quel 14% (sperando sia una media) corrisponde a 18watt circa di corrente recuperata. Non male.

Vorrei piu' che altro sapere se, come nel mio esempio, quei 18watt vengono trasformati in corrente (ovvero il calore da dissipare passa dai 130watt a 112) oppure no. Sarebbe doppiamente utile, recuperi corrente e raffreddi il sistema.
Altra domanda: ma il processo richiede una trasformazione chimica (quindi dopo un po' la conversione calore/corrente non funziona piu')?

visto che l'energia non si crea dal nulla la corrente generata dal dispositivo sottrae calore al sistema quindi il calore da dissipare diminuisce,

sistemi come questi non sono nuovi solo che sono nettamente meno efficenti di questo nuovo materiale, circa la metà)
sistemi come questi non richiedono reazioni chimiche, sono principalmente effetti termoelettrici (http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Seebeck)

penso che la loro applicazione principale attualmente sarà raddoppiare l'efficenza dei vari RTG usati nel campo aereospaziale (visto il costo e la scarsa disponibilità di PbTe) ma non è escluso che se l'evoluzione tecnologica porti ad una diminuzione dei costi ed ad un aumento dell'efficienza di tali sistemi tale da renderli economicamente vantaggiosi anche per l'energy harvesting in campo consumer

http://en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_generator

Esistono e si usano.
Però hanno efficienze attorno al 7% attorno ai 250 gradi.
Se questo promette efficienze del 14% a temperature più umane potrebbe essere applicabile in qualcosa più terra terra delle sonde spaziali e pile nucleari e FORSE fattibile per sognare quelle applicazioni di cui state parlando...

In ogni caso ad esempio un materiale molto più efficiente, ammesso che non sia tossico e resista allo stress meccanico e non sia corrosivo... e ... e.... e... e ... potrebbe essere usato per incrementare notevolmente queste applicazioni, ad esempio diminuendo la radiotossicità dei Peacemaker a pila al plutonio...

ma le materie prime sono abbastanza diffuse per una produzione di massa?

ma le materie prime sono abbastanza diffuse per una produzione di massa?

No e probabilmente sono anche tossiche... per ora.

the core

Mi spiace deluderla, ma i cicli combinati raramente arrivano al 55% di rendimento effettivo... sulla carta anche il termoelettrico arriva al 50% in realtà scarsamente supera il 44%...

In ogni caso in queste ultime centrali, recuperare il 14-15% dell'acqua di raffreddamento ( il 50% delle perdite) significa innalzare il rendimento globale di almeno un 5% con un 5% in meno di consumi ed emissioni...
Come diceva un caro amico, tutto aiuta....

è inutile che stiamo quì a fare speculazioni filosofiche se non sappiamo il (delta)T :p necessario per avere quel rendimento

gli faccio tanti auguri.. ma mi sa che hanno scopero l'acqua tiepida.. una centrale a ciclo combinato raggiunge il 67% di efficienza energetica.. qua si parla di 15%.. certo.. magari se rivestiamo le caldaie con questo sistema recuperiamo una parte delle perdite termiche e le convertiamo in energia elettrica.. ma che temperatura serve ?.. o meglio.. che differenziale termico serve per generare energia elettrica ?.. pare una cella di peltier al rovescio..

inoltre.. il costo vale la candela ?


Mi spiace deluderla, ma i cicli combinati raramente arrivano al 55% di rendimento effettivo... sulla carta anche il termoelettrico arriva al 50% in realtà scarsamente supera il 44%...


Sono perfettamente d'accordo... se per efficienza energetica di un ciclo combinato intendi il rendimento di primo principio: (Lavoro utile ai morsetti dell'alternatore) / (Calore introdotto nel ciclo) = 67% la vedo molto, ma molto poco realizzabile :).
La soglia del 60% non mai stata superata...

Fonte: studio ing. energetica...

Il potenziale è più grande di quanto sembri. Attualmente un'automobile ha un'efficenza del 15-20%, il restante 80-85% viene letteralmente buttato via in energia termica (calore). Provate ad immaginare: ogni dieci litri pagati otto o più sono completamente sprecati.
Se si riuscisse a recuperare anche solo il 20% di questo calore, potremmo raddoppiare l'efficenza con risparmi nei consumi e nell'impatto ambientale.

Precisazione, il fotovoltaico non funziona grazie al calore, ma alla luce solare (ai fotoni con una determinata energia) sembrano la stessa cosa ma non lo soni affatto! Tant'è che una cella pv più è a temperature elevate meno sarà efficiente.
Inoltre: le celle peltier funzionano già anche al contrario! :p credo però che abbiano rendimenti molto bassi, certo non il 15% che promette questa tecnologia!

in effetto seeback (http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Seebeck) si ottiene circa il 3% su deltaT di 100°, per un costo di circa 10.000 euro al mq su potenze massime di 10000W termici (ossia recuperi 300W) per un peso di una cinquantina di Kg/mq escusa l'elettronica di controllo...
volevo fare un alternatore con la marmitta dell'auto.