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02:12 - 29/06/11 - Energia elettrica Verde: il Calore Convertito in Elettricità Utilizzando una Nuova Lega...

[Traduzione italiana di Davide Suraci]. I ricercatori della Facoltà di scienze e ingegneria dell'Università del Minnesota hanno recentemente scoperto un nuovo materiale in lega che converte il calore direttamente in elettricità. Questo rivoluzionario metodo di conversione dell'energia termica è nelle prime fasi di sviluppo, ma potrebbe avere un ampio impatto sulla generazione di energia elettrica ecologica dalle fonti di calore che normalmente si perdono durante numerosi tipi di trasformazioni energetiche.

I ricercatori sostengono che il materiale potrebbe essere utilizzato per catturare il calore dei gas di scarico di un'auto al fine di produrre elettricità per caricare la batteria in una vettura ibrida. Altri possibili utilizzi futuri includono la cattura del calore disperso dagli impianti industriali e lo sfruttamento delle differenze di temperatura negli oceani per produrre elettricità. Il team di ricerca sta studiando anche una possibile commercializzazione di questa tecnologia.

“Questa ricerca è molto promettente perché presenta un metodo completamente nuovo per la conversione dell'energia che non è mai stato fatto prima”, ha dichiarato il professore in ingegneria aerospaziale e meccanica, Richard James, dell'Università del Minnesota, che ha guidato il team di ricerca. “È anche il più recente modo ecologico per creare energia elettrica in quanto utilizza il calore di scarto per produrre elettricità senza anidride carbonica.”

Per creare il materiale, il team di ricerca ha combinato elementi a livello atomico per creare una nuova lega multiferroica, Ni45-Co5-Mn40-Sn10. Questa lega multiferroica combina materiali inusuali per proprietà elastiche, magnetiche ed elettriche. La lega Ni45-Co5-Mn40-Sn10 raggiunge lo stato multiferroico subendo una trasformazione di fase in cui si verifica un passaggio di stato solido<->solido altamente reversibile. Durante questa trasformazione di fase la lega subisce cambiamenti nella sua proprietà magnetiche che vengono sfruttate nel dispositivo di conversione di energia.

Durante una piccola dimostrazione in un laboratorio dell'Università del Minnesota, il nuovo materiale creato dai ricercatori inizia come un materiale non magnetico, poi acquisisce proprietà magnetiche quando la temperatura si alza di una piccola quantità. Quando questo accade, il materiale assorbe calore e produce spontaneamente energia elettrica in una bobina entro cui è avvolto. Una parte di questa energia termica è persa in un processo chiamato isteresi. Una scoperta fondamentale del team di ricerca è il modo sistematico per minimizzare l'isteresi nelle trasformazioni di fase. Il team di ricerca è stato recentemente pubblicato nel primo numero della nuova rivista scientifica Materials Advanced Energy.

Ecco alcuni video sul nuovo materiale che assume proprietà magnetiche quando riscaldato: UMN Energy Conversion.

Oltre al professor James, gli altri membri del gruppo di ricerca includono: l'Università del Minnesota (facoltà di ingegneria aerospaziale e meccanica), i ricercatori post-dottorato Vijay Srivastava e Kanwal Bhatti e lo studente Yintao Song. Il team sta lavorando anche con il dipartimento di ingegneria chimica e scienza dei materiali dell'Università del Minnesota diretto dal professor Christopher Leighton per creare una sottile pellicola di materiale che potrebbe essere utilizzata, ad esempio, per convertire parte del calore di scarto dei computers in energia elettrica.

“Questa ricerca attraversa tutti i confini della scienza e dell'ingegneria,” ha detto James. “Si prevede che interesserà l'ingegneria, la fisica dei materiali, la chimica, la matematica e altro ancora. “È richiesto a tutti noi nel collegio dell'università di scienze e ingegneria di lavorare insieme per pensare in modo nuovo.”

I finanziamenti per la ricerca nella fase iniziale della lega multiferroica provenivano da una Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) sovvenzionata da parte del US Office of Naval Research (che coinvolge altre università tra cui il California Institute of Technology, la Rutgers University, la University of Washington e la University of Maryland), e da sovvenzioni di ricerca da parte del US Air Force e della National Science Foundation. La ricerca è anche provvisoriamente finanziata da una sovvenzione presso la University of Minnesota – Iniziativa per le Energie Rinnovabili e l'Ambiente.

Articolo originale in inglese su ScienceDaily: Generating 'Green' Electricity: Waste Heat Converted to Electricity Using New Alloy

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