Con la rapida industrializzazione, il mondo ha visto lo sviluppo di un numero di prodotti crescenti che sviluppano calore. Quasi sempre questo calore sviluppano viene disperso e sprecato, ma oggi i fisici dell'Università dell'Arizona hanno trovato nuovi modi per raccogliere l'energia sviluppata dal calore, immagazzinandola e utilizzandola concretamente.

Elettricità dalla spazzatura: Il progetto

Il Team di ricerca della University of Arizona è guidato da Charles Staffor, professore associato di fisica. E' lui che insieme al suo team ha lavorato alla raccolta di energia proveniente dal calore generato dai rifiuti. Le scoperte del team sono stati pubblicati sulla rivista scientifica, ACS Nano.

Justin Bergfield, dottorando nel Collegio UA di Optical Sciences ha affermato, "la termoelettrica è in grado di convertire direttamente il calore in energia elettrica. L'energia è conservata grazie ad un dispositivo senza parti in movimento. I nostri colleghi ci dicono che sono sicuri che il dispositivo che abbiamo progettato al computer può essere costruito concretamente con le caratteristiche che vediamo nelle nostre simulazioni".

Vantaggi di produrre energia dalla spazzatura

I vantaggi sono l'eliminazione di sostanze che distruggono la parte di ozono che ci difende dai raggi UV; l'utilizzo del calore di scarto come una forma di energia elettrica ha molteplici vantaggi. Da un lato è possibile ad esempio aumentare l'efficienza delle automobili, delle centrali elettriche e dei pannelli solari, dall'altro si possono rendere efficienti materiali termoelettrici che riducono l'ozono, i clorofluorocarburi, o CFC, sostanze tossiche che assottigliano lo strato di ozono e incrementano l'effetto serra.

Il responsabile del team di ricerca, Charles Stafford è fiducioso sui risultati positivi perché si aspetta che la tensione termoelettrica (usando la loro progettazione) sarà 100 volte superiore di quanto altri sono riusciti a raggiungere. Se il progetto della squadra funzionerà anche in concreto quello che fino ad oggi appariva un sogno diventerà realtà.

Non c'è bisogno di interazione meccanica: Il dispositivo di conversione del calore sviluppato da Bergfield e Stafford non richiede alcun tipo di macchina, di sostanze chimiche dannose, come nel caso di frigoriferi e turbine a vapore. Ora, lo stesso lavoro viene fatto intramezzando un polimero gommoso tra due metalli, che agisce come un elettrodo. I dispositivi termoelettrici sono autonomi, non necessitano di parti in movimento e sono facili da produrre e mantenere.

Utilizzazione degli sprechi energetici

L'energia viene raccolta in molti modi usando rifiuti di fabbrica. Auto e rifiuti di fabbrica possono essere usati per generare elettricità grazie anche all'impiego della fisica quantistica. Il vantaggio rispetto all'energia solare viene dal fatto che i dispositivi utilizzati sono in grado di immagazzinare molta più energia rispetto alle celle fotovoltaiche.

Elettricità dalla spazzatura: Come funziona

Pur avendo lavorato alla molecola e pensando di usarla per un dispositivo termoelettrico, Bergfield e Stafford non avevano trovato nulla che potesse rappresentare la svolta decisiva nella produzione di energia. E' stato uno studente universitario a scoprire che queste molecole studiate hanno caratteristiche speciali. Un gran numero di molecole sono state successivamente inserite tra elettrodi ed esposti ad una fonte di calore stimolato. Il flusso di elettroni lungo la molecola è stato diviso in due (incontrando un anello di benzene) con l'utilizzo di un flusso di elettroni. Con reazioni chimiche e legate alla temperatura viene accumulata tensione tra gli elettrodi permettendo la produzione di energia.

I dispositivi termoelettrici progettati da Bergfield e Stafford possono generare potenza che può accendere una lampadina da 100 Watt o permettere di aumentare l'efficienza dell'auto del 25%.