Introduzione

La conversione dell’energia, a qualsiasi livello, e in tutto il mondo, comporta una produzione di calore di scarto non indifferente (1200 TWh/anno). A seconda del tipo di applicazione, esistono diversi modi per recuperare energia che dipendono dallo spazio disponibile nel sito di installazione, dal trasferimento di calore e dall’efficienza di conversione, e soprattutto dalla differenza tra la temperatura più alta e quella più bassa disponibili. Tuttavia, lo svantaggio principale degli strumenti di conversione più utilizzati in applicazioni a bassa temperatura risiede nella loro natura, cioè nel fatto che sono allo stato solido e sono quindi meno adattabili, flessibili e resilienti rispetto ai dispositivi liquidi. Il sistema proposto è progettato per convertire l’energia termica in energia cinetica utilizzando la convezione termomagnetica, un particolare moto del fluido consentito dal gradiente termico e da un campo magnetico statico parallelo.

Caratteristiche Tecniche

Il dispositivo proposto comprende un primo e un secondo strato di materiale termoconduttivo, e uno strato intermedio di materiale polimerico, disposto all’interno dei due strati e avente una conducibilità termica inferiore a entrambi. In quest’ultimo è contenuta una pluralità di canali, in cui possiamo trovare una sospensione colloidale a base di un solvente liquido e una dispersione di nanoparticelle di magnetite, detta fluido magnetico. Detto fluido, è in grado di fluire lungo ciascuno di detti canali a seguito di un gradiente di temperatura applicato tra il primo e il secondo strato. Bobine specifiche avvolte sui canali vengono utilizzate per estrarre la forza elettromotrice mediante induzione (legge di Faraday-Neumann-Lenz). Questo sistema ha dimostrato di produrre una piccola quantità di energia con un corrispondente piccolo gradiente termico (10 pW/K). TRL 5/6.

Possibili Applicazioni

• Settore industriale
• Settore automotive
• Dispositivi indossabili

Vantaggi

• Maggior adattabilità e flessibilità grazie allo stato liquido
• Efficienza e stabilità relativamente elevate rispetto alle soluzioni conosciute
• Elevata scalabilità rispetto alle soluzioni conosciute (recupero di energia da 1°C di differenza di temperatura fino a 200°C)
• Semplice, economico e i materiali utilizzati hanno bassa tossicità e basso impatto ambientale