Trasformare il calore disperso in energia

Una frazione compresa tra la metà e i due terzi dei combustibili fossili bruciati per produrre energia viene dispersa come calore nell’atmosfera. Anche se da molto tempo si sa che il calore disperso può essere convertito in energia, l’efficienza dei primi sistemi termoelettrici per la produzione di energia era talmente bassa da limitare le loro applicazioni.

I generatori termoelettrici sono essenzialmente dei dispositivi progettati per convertire il calore direttamente in elettricità usando due materiali e un gradiente di temperatura. Quanto più grande è la differenza di temperatura tra il lato “caldo” e quello “freddo”, tanto maggiore è la quantità di energia che può essere prodotta.

Nell’ambito del progetto POWER DRIVER l’attenzione era concentrata sulla progettazione di generatori termoelettrici che potessero essere prodotti in massa per essere utilizzati nel recupero del calore disperso delle automobili.

Specificamente, sono stati progettati due piccoli generatori termoelettrici: uno basato su materiali a base di siliciuri e un altro su materiali a base di tellururo. I materiali a base di siliciuri e tellururo di piombo (Pb/Te) sono stati sintetizzati e quindi lavorati usando la sinterizzazione con plasma a scintilla per produrre materiali termo-elettrici con prestazioni paragonabili a quelle presenti in letteratura.

I dispositivi termoelettrici sono stati completati con componenti elettronici di controllo e di potenza. La soluzione più idonea è stata scelta per essere montata su un impianto di prova ad aria calda dove veniva simulato il tubo di scarico di un motore a benzina di 2 litri per verificare le sue prestazioni. Questo, oltre ai costi stimati di produzione e vendita, è stato usato per valutare l’attrattiva commerciale di questa nuova tecnologia.

Una volta completato il sistema POWER DRIVER estrarrà il calore disperso dai gas di scarico e fornirà energia elettrica a corrente continua al sistema elettrico del veicolo e ridurrà in questo modo la domanda dell’alternatore, portando a un miglioramento fino al 5 % dell’efficienza del consumo di carburante.