GIORNATE SULLA

TERMOELETTRICITA’

21-22 FEBBRAIO 2013

Aula Blu, Area della ricerca di Padova

Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova

Programma ed elenco degli interventi

Comitato Scientifico e Organizzatore

Sergio Daolio (IENI), Monica Fabrizio (IENI Padova),Vincenzo Buscaglia (IENI Genova), Stefano Boldrini (IENIPadova), Stefania Fiameni (IENI Padova), SimoneBattiston (IENI Padova), Matteo Codecasa (IENI Lecco).

Giovedì 21 febbraio 2013

14.00 Registrazione

14.30 Saluti del Direttore dello IENI, Dott. Sergio Daolio

14.40 Presentazioni (aula blu)

Vincenzo Buscaglia (CNR-IENI Genova)

Influenza della dimensione dei

grani sulla conducibilità termica di

nanoceramici La:SrTiO3

Giorgio Spinolo (Università di Pavia)

Sintesi di materiali nanostrutturati

massivi mediante tecniche di Field

Assisted Sintering

Piercarlo Mustarelli (Università di Pavia) NMR allo stato solido applicato

allo studio di ossidi complessi

Roberto Pierobon (Veneto Nanotech)

Characterization of telluride based

thermoelectric materials obtained

by a novel powder metallurgy

process

Paola Bruno (CNR-IIT Milano) Materiali termoelettrici a base

polimerica

16.20 Coffee break

16.50 Presentazioni (aula blu)

Stefano Boldrini (CNR-IENI Padova)

Sintesi e caratterizzazione di

materiali termoelettrici per

temperature medio-alte a base di

siliciuri

Mauro Brignone (Centro Ricerche Fiat)

Impatto sull’applicazione

automotive di materiali

termoelettrici innovativi: il

siliciuro di magnesio – progetto

FP7 THERMOMAG

Daniela Magnetto (Centro Ricerche Fiat) HeatReCar: first light commercial

Vehicle equipped with a TEG

Marco Ranalli (Gentherm)

Presente e futuro delle

applicazioni termoelettriche nel

settore automotive

18.30 Bus navetta da CNR per Hotel

20:30 Cena Ristorante Pontecorvo

Venerdì 22 febbraio 2013

8.30 Bus navetta da Hotel a CNR

9.00 Presentazioni (aula blu)

Armando Rastelli (Università di Linz, Austria)

Controllo della conducibilità

termica di multistrati epitassiali di

Silicio-Germanio

Federico Iori (Università di Modena - Reggio Emilia) Trasporto elettronico a principi

primi in eterostrutture di Si/Ge

Dario Narducci (Università Milano Bicocca)

Silicio de novo: prospettive di un

materiale maturo ma ancora

giovanile

Stefano Cecchi (Politecnico di Milano)

Ge-rich SiGe Multilayers for

Thermoelectric Applications:

Growth and Characterization

Giovanni Pennelli (Università di Pisa)

Nets of interconnected

nanostructures for high efficiency

thermal to electrical energy

conversion

Carlo Fanciulli (CNR-IENI Lecco) Effetti di processing meccanico su

materiali termoelettrici

11.00 Coffee Break

11.30 Presentazioni (aula blu)

Andrea Tona (Politecnico di Torino) La misura di ZT col metodo del

Porcospino

Paolo Bison (CNR-ITC Padova)

Misura di parametri termofisici di

materiali massivi e film

nanometrici con particolare

riferimento ai dispositivi

termoelettrici

Stefano Piva (Università di Ferrara)

Aspetti termici nell'impiego di

moduli termoelettrici in

generazione

Luca Francioso (CNR-IMM Lecce)

Ottimizzazione delle caratteristiche

meccaniche e termiche di un

package ibrido per

microgeneratore termoelettrico

Ugo Chiarotti (Centro Sviluppo Materiali Spa)

Sviluppo di un prototipo per

Thermoelectric Power Generation

in ambiente industriale

13.10 Discussione: conclusioni e prospettive

13.30 Pranzo in mensa CNR

14:30 Visita ai laboratori CNR-IENI

Giovedì 21 febbraio 2013

Abstract delle presentazioni

Influenza della dimensione dei grani sulla conducibilità termica di nanoceramici

La:SrTiO3

Vincenzo Buscaglia1, Maria Teresa Buscaglia

1, Filippo Maglia

2, Umberto Anselmi Tamburini

2,

Daniele Marrè3, Ilaria Pallecchi

4, Adelina Ianculescu

5, Monica Fabrizio

6

1 IENI-CNR, UOS Genova, Via De Marini 6, 16149 Genova

2 Dip.to. di Chimica, Università di Pavia, Viale Taramelli 12, 27100 Pavia

3 Dip.to di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146 Genova

4 SPIN-CNR, C.so Perrone 24, 16152 Genova

5 Department of Science and Engineering of Oxide Materials, Polytechnics University of Bucharest,

1–7 Gh. Polizu, PO Box 12–134, 011061 Bucharest, Romania 6 IENI-CNR, UOS Padova, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova

Il titanato di stronzio drogato con elementi donori quali La e Nb mostra una buona conducibilità

elettrica e un elevato coefficiente di Seebeck che lo rendono un materiale con interessanti proprietà

termoelettriche considerate la sua elevata stabilità termica, il basso costo e l’assenza di elementi

tossici. Tuttavia la sua figura di merito ZT è limitata (0.3-0.4 a 1000K) a causa della elevata

conducibilità termica (κ, dell’ordine di 11 Wm-1

K-1

at temperatura ambiente). Una riduzione

sostanziale di κ nei solidi può essere ottenuta introducendo un elevato numero di interfacce tramite

nanostrutturazione. Questa strategia si è dimostrata molto efficace nel caso dei materiali

termoelettrici tradizionali quali SiGe, PbTe e Bi2Te3 ma il suo effetto è stato scarsamente studiato

nel caso degli ossidi. In questa presentazione verrà discusso l’effetto della dimensione dei grani

sulla conducibilità termica di ceramici di titanato di stronzio drogato con lantanio (10% in atomi),

LST. Ceramici densi di LST con dimensione dei grani comprese tra 24 e 82 nm sono stati

densificati a 800-1100°C tramite spark plasma sintering (SPS) a partire da nanopolveri preparate

con due diverse metodologie. Ceramici a grana più grossa (0.5 e 6.3 micron) sono stati poi ottenuti

per ricottura a temperature più elevate di alcuni campioni prodotti via SPS. Le misure di κ sono

state effettuate tra 10 e 300K. I dati mostrano una progressiva riduzione della conducibilità termica

con il diminuire della dimensione dei grani. Tale riduzione diviene molto accentuata quando la

dimensione dei grani è inferiore a 35 nm. La diminuzione osservata a temperatura ambiente per il

ceramico con grani di 24 nm è pari ad un ordine di grandezza se si prende come riferimento il

valore ottenuto per il cristallo singolo (11 Wm-1

K-1

). Il comportamento della conducibilità termica

nell’intervallo di dimensione dei grani tra 38 e 500 nm è ben descritto da un modello basato sul

concetto di resistenza termica associata al bordo grano (resistenza di Kapitza). Oltre che dallo

scattering dei fononi al bordo grano, κ è anche influenzata dallo scattering dei fononi da parte dei

difetti reticolari, quali gli ioni La nelle posizioni reticolati dello Sr e le vacanze cationiche. La

rapida diminuzione della conducibilità termica per grani inferiori a 35 nm implica l’esistenza di un

meccanismo ulteriore di scattering dei fononi ma ulteriori approfondimenti sono richiesti per

chiarire tale fenomeno.

Sintesi di materiali nanostrutturati massivi mediante tecniche di Field

Assisted Sintering

Giorgio Spinolo

Dipartimento di Chimica, Sezione di Chimica Fisica, Università di Pavia, Via Taramelli 16,

27100 Pavia

Negli ultimi anni si è assistito ad un sempre crescente interesse verso la realizzazione di

materiali massivi policristallini caratterizzati da dimensione dei grani inferiore ai 50 nm. Questi

materiali presentano infatti la possibilità di introdurre anche nelle applicazioni in cui si richiede

un materiale in forma massiva, alcune delle peculiarità tipiche della nanostruttura e generalmente

riscontrate solo in film sottili o in nanopolveri,. Materiali massivi caratterizzati da dimensioni dei

grani estremamente ridotte presentano infatti una elevatissima densità di bordi grano, con

frequente profonda alterazione delle proprietà fisiche funzionali. Le proprietà di bulk del

reticolo, controllate dalla natura e dalla concentrazione dei difetti di punto o di linea, vengono

infatti in alcuni casi mascherate o alterate da caratteristiche che sono associate alle regioni

interfacciali, consentendo così di produrre materiali innovativi anche utilizzando fasi semplici

dal punto di vista chimico e strutturale.

I materiali nanostrutturati massivi vengono generalmente realizzati mediante

sinterizzazione di nanopolveri, un processo che è però tradizionalmente associato o ad una

notevole crescita della dimensione dei grani, particolarmente quando è richiesta una elevata

densità relativa. Per ridurre questo fenomeno sono state investigate negli ultimi anni varie

metodologie di sinterizzazione non convenzionale. In questo ambito hanno assunto recentemente

un ruolo di rilievo un gruppo di tecniche che vengono generalmente identificate con il termine di

Field Assisted Sintering. Tra queste tecniche lo Spark Plasma Sintering è sicuramente quella più

nota. Queste tecniche sono generalmente associate a tempi di sinterizzazione rapidissimi, spesso

ridotti a pochi minuti, ed a temperature decisamente più basse rispetto a quelle utilizzate nei

processi convenzionali; ciononostante sono in grado di produrre ottimi livelli di densificazione,

consentendo altresì di ridurre drasticamente la crescita dei grani. Mediante questo approccio è

ormai possibile realizzare materiali ceramici caratterizzati da densità relative superiori al 98% e

da dimensioni dei grani comprese tra i 10 e i 20 nanometri, anche quando vengono utilizzate di

nanopolveri fortemente agglomerate. Queste tecniche hanno trovato recentemente larga

applicazione nel campo dei materiali termoelettrici massivi, dei conduttori ionici e dei materiali

ferroelettrici. Nella presentazione verranno illustrati brevemente i principi di base della tecnica e

verranno presentati alcuni esempi di applicazione nel campo dei materiali ceramici funzionali.

NMR allo stato solido applicato allo studio di ossidi complessi

Piercarlo Mustarelli, Cristina Tealdi, Chiara Ferrara

Dipartimento di Chimica, Sezione di Chimica Fisica, Università di Pavia, e IENI-CNR, Via

Taramelli 16, 27100 Pavia

L’innalzamento della figura di merito zT dei materiali termoelettrici può essere ottenuto attraverso

varie strategie, tra cui una delle più interessanti è la riduzione della conducibilità termica attraverso

la modulazione dello scattering fononico, ottenuta con l’inserimento di elementi di disordine nella

struttura cristallina. Approcci di questo tipo vengono classificati come Electron Crystal/Phonon

Glass (ECPG) (1). In particolare, negli ossidi multicationici l’approccio ECPG può essere ottenuto

attraverso la distribuzione non casuale dei cationi sui rispettivi siti cristallini. La caratterizzazione di

queste distribuzioni non random richiede la disponibilità di tecniche locali come l’NMR allo stato

solido, in grado di utilizzare specifiche sonde nucleari come 17

O, 27

Al, 71

Ga, etc.

Recentemente, questa tecnica è stata da noi applicata allo studio dell’ordine locale nel sistema

modello LaSrAlO4 (2). In questa presentazione discuteremo le applicazioni dell’NMR allo stato

solido ai materiali ossidici di potenziale interesse come termoelettrici.

1. J.R. Sootsman, D.Y. Chung, M.G. Kanatzidis, New and Old Concepts in Thermoelectric Materials, Angew.

Chem. Int. Ed., 48, (2009) 8616–8639.

2. C. Tealdi, C. Ferrara, L. Malavasi, P. Mustarelli, C. Ritter, A. Spinella, D. Massiot and P. Florian, Average

versus local structure in K2NiF4-type LaSrAlO4: direct experimental evidence of local cationic ordering,

Journal of Materials Chemistry, 22 (2012) 10488-10495.

Characterization of telluride based thermoelectric materials obtained by a novel

powder metallurgy process

R. Pierobon1, S. Vezzù

1, V. Stoyanova

1, M. Cestari

2

1 – Veneto Nanotech, Via San Crispino 106, 35129, Padova, Italy

2 – Omitech Tecnologies srl, Corso Stati Uniti 1/77, 35127, Padova, Italy

Thermoelectrical nanostructured materials based on Bi-Sb-Te alloys were produced by means of

high velocity compaction and sintering of mechanically alloyed powders (powder metallurgy

technique). Both n-type and p-type sintered materials have been obtained and characterized with

TEM and XRD analysis in order to evaluate the effect of consolidation technique and the final

nanostructure. The transport coefficients, in terms of electrical resistivity, thermal conductivity and

Seebeck coefficient, were measured and the thermo-electrical efficiency intended as the figure-of-

merit ZT in the RT-200ºC temperature range

has been deduced. This work demonstrates the possibility to produce high efficient and cost

effective thermoelectric materials suitable for cooling and power generation and valuable for

several high technological applications in the room temperature range.

Materiali Termoelettrici a Base Polimerica

P. Bruno

Center for Nano Science and Technology @PoliMi, Istituto Italiano di Tecnologia

Via Pascoli 70/3, Milano, 20133, Italy

Nel contesto attuale di sviluppo di energie rinnovabili e di ricerca di nuove fonti di energia non

inquinanti, la generazione d'energia per effetto termoelettrico rappresenta una valida alternativa.

Questo progetto propone lo studio di materiali a base organica per applicazioni termoelettriche. I

semiconduttori organici, spesso esibendo alti coefficienti di Seebeck, basse conducibilità

termiche e la possibilità di poter essere processati con tecnologie di stampa economiche e

scalabili, rappresentano una nuova classe di termoelettrici (TE) potenzialmente molto

interessante. Con il presente studio s’intende sviluppare una linea di ricerca volta allo sviluppo di

TE organici ad alta efficienza e la loro successiva integrazione all’interno di un generatore

termoelettrico (TEG), la cui realizzazione attraverso tecniche avanzate di elettronica stampata sia

in grado di offrire dispositivi TEG a buon mercato.

L’obiettivo principale del presente lavoro di ricerca è lo sviluppo della prossima generazione

della tecnologia dei termoelettrici in termini di efficienza e costi. In particolare gli obiettivi

specifici sono: 1. Caratterizzazioni delle proprietà strutturali e di trasporto di polimeri conduttori

disponibili in commercio e di nuove combinazioni di materiali organici prodotti in seno a questo

progetto. 2. Sintesi, dopaggio e avanzati modificazione strutturale dei materiali per lo sviluppo di

termoelettrici a base organica ad alta efficienza. 3. Fabbricazione di generatori termoelettrici

(TEG) flessibili con tecniche scalabili di elettronica stampata. 4. Test dei nuovi materiali in

prototipi TEG.

I principali risultati ottenuti nell’ambito di quest’attività verranno così presentati: installazione

della strumentazione necessaria per la determinazione delle caratteristiche TE dei materiali;

misura delle stesse per semiconduttori organici disponibili in commercio; comprensione della

relazione struttura-proprietà di trasporto a livello microscopico e sviluppo della capacità di

ingegnerizzare le proprietà funzionali dei semiconduttori organici attraverso il controllo della

densità degli stati.

Sintesi e caratterizzazione di materiali termoelettrici per temperature medio-alte a

base di siliciuri.

S. Battiston, S. Boldrini, A. Famengo, S. Fiameni

CNR-IENI, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova

Il siliciuro di magnesio (Mg2Si) e il siliciuro di manganese (MnSi1.73-1.75) presentano diverse peculiarità

che li identificano come materiali particolarmente interessanti nell’ambito della conversione diretta del

calore in energia elettrica a temperature medio-alte (fino a 600°C). Gli elementi costituenti, infatti,

sono economici, leggeri e non pongono problemi o rischi data la loro bassa tossicità.

Tuttavia, il siliciuro di magnesio mostra una forte tendenza a formare MgO nei diversi stadi di processo

del materiale, a discapito della sua figura di merito [1, 2]. Similmente la figura di merito del siliciuro di

manganese soffre per la presenza di una fase secondaria conduttrice, difficilmente eliminabile e per

l’elevata anisotropia delle proprietà termoelettriche [3].

L’attività di ricerca del gruppo è focalizzata sulla sintesi e sulla caratterizzazione funzionale di questi

materiali e sullo studio del loro utilizzo come semiconduttori di tipo n e p in un generatore

termoelettrico. Lo studio su Mg2Si è stato prevalentemente incentrato sulla valutazione dell’influenza

del contenuto di MgO e di drogante introdotto sulle proprietà termoelettriche del materiale, puntando

all’ottimizzazione di ZT [1, 2, 4]. La sinterizzazione delle polveri è stata condotta mediante Spark

Plasma Sintering (SPS) [5].

Con lo scopo di limitare l’ossidazione ad alta temperatura del Mg2Si, sono stati sviluppati ricoprimenti

protettivi di MoSi2, depositati via RF magnetron sputtering, le cui funzionalità sono state caratterizzate

e valutate tramite analisi strutturali, morfologiche e composizionali. In particolare, per verificare la

compatibilità meccanica tra strato sottile e substrato, sono state condotte osservazioni in funzione della

temperatura tramite microscopia elettronica ad effetto di campo (FE-SEM) [6].

Riguardo al siliciuro di manganese, invece, sintesi e sinterizzazione sono state condotte

simultaneamente mediante SPS, a partire da polveri di Mn e Si. Questa innovativa procedura permette

di ridurre notevolmente i tempi di ottenimento del materiale finale. I risultati mostrano una completa

reazione di Mn e Si a formare la fase termoelettrica (MnSi1.73-1.75) ed una elevata densità del materiale

(> 95%) [3].

Per la caratterizzazione funzionale dei materiali termoelettrici è stato progettato e realizzato un

appartato che permette la misura del coefficiente di Seebeck e della conducibilità elettrica fino alle alte

temperature (1000 K o 1500 K) [7].

Bibliografia:

[1] S. Fiameni, S. Battiston, S. Boldrini, A. Famengo, F. Agresti, S. Barison, M. Fabrizio, Journal of Solid State Chemistry,

193 (2012) 142-146.

[2] S. Fiameni, A. Famengo, S. Boldrini, S. Battiston, M. Saleemi, M. Stingaciu, M. Jhonsson, S. Barison, M. Fabrizio,

Journal of Electronic Materials

(2013).

[3] A. Famengo, S. Battiston, M. Saleemi, S. Boldrini, S. Fiameni, F. Agresti, M.S. Toprak, S. Barison, M. Fabrizio, Journal

of Electronic Materials (2013).

[4] S. Battiston, S. Fiameni, M. Saleemi, S. Boldrini, A. Famengo, F. Agresti, M. Stingaciu, M.S. Toprak, M. Fabrizio, S.

Barison, Journal of Electronic materials, (2013).

[5] M. Saleemi, M.S. Toprak, S. Fiameni, S. Boldrini, S. Battiston, A. Famengo, M. Stingaciu, M. Johnsson, M.

Muhammed, Journal of Materials Science, 48 (2013) 1940-1946.

[6] S. Battiston, S. Boldrini, S. Fiameni, A. Famengo, M. Fabrizio, S. Barison, Thin Solid Films, 526 (2012) 150-154.

[7] S. Boldrini, A. Famengo, F. Montagner, S. Battiston, S. Fiameni, M. Fabrizio, S. Barison, Journal of Electronic

Materials, (2013).

Impatto sull’applicazione automotive di materiali termoelettrici innovativi: il

siliciuro di magnesio – progetto FP7 THERMOMAG

M. Brignone, A. Ziggiotti

Centro Ricerche FIAT, St Torino 50, 10043 Orbassano, Italy

mauro.brignone@crf.it

Nonostante i dispositivi termoelettrici (TE) siano compatti, silenziosi, robusti, stabili e affidabili

la generazione di energia termoelettrica e il raffreddamento per effetto Peltier hanno trovato

soltanto applicazioni di nicchia poiché tali dispositivi sono anche poco efficienti (tipicamente

meno del 5%) e costosi. La chiave per una diffusione su larga scala di questa tecnologia è lo

sviluppo di materiali termoelettrici capaci di efficienze elevate, ma oltre all’efficienza altri

parametri giocano un ruolo non meno importante per aprire la strada ad applicazioni e mercati

più ampi. In particolare il settore automotive richiede materiali leggeri, composti da elementi

chimici largamente diffusi e facilmente accessibili con un buon ciclo di approvvigionamento,

non tossici, con potenziale conformità alle regolazioni REACH e RoHS e caratterizzati da costi

contenuti sia per quel che riguarda le materie prime che i processi produttivi.

Il Centro Ricerche FIAT, nell’ambito di un progetto Europeo del 7° programma quadro,

THERMOMAG, partecipa attivamente allo sviluppo di materiali termoelettrici innovativi e

nanostrutturati a base di siliciuro di magnesio in grado di soddisfare le suddette richieste in

termini di prestazioni, disponibilità e costi. Lo scopo del progetto, le caratteristiche e i vantaggi

dei materiali in questione e alcuni dei risultati della ricerca in corso d’opera saranno presentati e

approfonditi.

HeatReCar: first light commercial Vehicle equipped with a TEG

Daniela Magnetto

Centro Ricerche FIAT, St Torino 50, 10043 Orbassano, Italy

Key words

CO2 emission reduction, energy efficiency, TEG, light commercial vehicles

The main objective of the HEATRECAR project was to reduce the energy consumption and to curb

the CO2 emissions of vehicles by massively harvesting the electrical energy from the exhaust

system and re-use this energy to supply electrical components within the vehicle or to feed the

powertrain of hybrid electrical vehicles.

A high efficiency TEG has been design to maximize the overall energy efficiency on board the

vehicle, taking into account all the integration aspects and constraints with the other vehicle system

and subsystem.

High performing TE material has been developed in the frame of the Project and a optimization on

the module design has been realized. The TEG unit assembly has been realized optimizing the

thermal exchange both on the hot side and of the cold side and with special care in reducing the

volume, the weight and the pressure drop on the gas side compare to state of the art TEG. Specific

test has provided the best electrical connection design for the modules and a specific DC/DC

converter has been design and manufacture.

The system has been installed on a test rig and has been characterized and validated under the

thermal, hydraulic an electric point of view. After that, the TEG has been installed on-board an

Iveco Daily and fully integrated with the heat rejection and the electric board net. A specific control

strategy has been developed in order to maximize the overall energy efficiency of the vehicle. Test

demonstrate that at the design point which correspond to the manufacturer reference driving cycle

condition, the system is able to provide approximately 500We. ) The system is reducing the CO2

emission of about the 5% over the homologation driving cycle (NEDC) and up to 8% over customer

cycles.

The paper will present the system design, integration and testing results on board the vehicle and

the relevant advanced that has been reached compare to the state of the art TEG for automotive

application.

Presente e futuro delle applicazioni termoelettriche nel settore automotive

Marco Ranalli

Gentherm Europe, Germany

Nonostante la percezione comune di soluzioni di nicchia, diversi tipi di sistemi termoelettrici hanno già

trovato applicazione su vetture convenzionali. Gentherm fornisce da oltre 10 anni sistemi termoelettrici

per prima applicazione su sedili ed elementi di abitacolo. Recentemente, l’introduzione della

regolamentazione delle emissioni di CO2 ha inoltre generato una forte spinta verso l’introduzione di

veicoli a propulsione ibrida e totalmente elettrica, creando nuove esigenze legate ad una più efficiente

termoregolazione dell’abitacolo e della batteria. Nuovi materiali e sistemi termoelettrici sono inoltre

disponibili per il recupero energia da fonti di calore quali i gas di scarico di motori a combustione

interna. Nel corso della presentazione verrà fatto il punto sulle diverse attività di ricerca e sviluppo in

entrambi gli ambiti di controllo della temperatura e recupero energia.

Venerdì 22 febbraio 2013

Abstract delle presentazioni

Controllo della conducibilità termica di multistrati epitassiali di Silicio-

Germanio

Armando Rastelli, Peixuan Chen

Institute of Semiconductor and Solid State Physics, Johannes Kepler University Linz, Austria

I materiali utili per impieghi termoelettrici devono possedere conducibilità termiche

sufficientemente basse da limitare le perdite dovute al trasporto di calore non accompagnate

da trasporto elettrico. Sfruttando la diffusione dei fononi, è possibile ridurre la conducibilità

termica di diversi materiali attraverso nanostrutturazione.

In questo contributo consideriamo sistemi modello per studiare l’effetto prodotto da

nanostrutture sulla conducibilità termica di materiali semiconduttori, e cioè multistrati

epitassiali ottenuti depositando strati sottili di Ge alternati a Si. Mostreremo che questa

semplice combinazione permette di controllare in modo preciso e in un range di due ordini di

grandezza la conducibilità termica del materiale risultante. Il confronto con calcoli a principi

primi mostra che il risultato sperimentale è da ricondurre alla segregazione di Ge in Si durante

la crescita [1].

[1] Peixuan Chen, N. A. Katcho, J. P. Feser, Wu Li, M. Glaser, O. G. Schmidt, David G. Cahill, N. Mingo, A.

Rastelli, arXiv:1301.0405

Silicio de novo: prospettive di un materiale maturo ma ancora giovanile

D. Narducci1*

, A. Arcari1, B. Lorenzi

1, A. Roncaglia

2, M. Ferri

2, F. Suriano

2, G.

Ottaviani3, S. Frabboni

3, R. Tonini

3, N. Neophytou

4 e X. Zianni

5

1 Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca, Milano

2 IMM−CNR, Bologna

3 Dipartimento di Fisica, Università di Modena e Reggio Emilia, Modena

4 Institute for Microelectronics, Technical University of Vienna, Vienna (Austria)

5 Department of Applied Sciences, Technological Educational Institution of Chalkida, Salonicco e Institute

of Microelectronics, NCSR ‘Demokritos’, Atene (Grecia)

È ben noto che il silicio presenta caratteristiche termoelettriche complessivamente

modeste. Il suo fattore di potenza risulta limitato dalla ridotta pendenza della densità

degli stati elettronici in prossimità dei bordi di banda, dalla modesta mobilità dei portatori

in banda e da una apprezzabile conducibilità termica. Come tale, il silicio ha trovato

tuttavia applicazioni in ambiti specifici1,2

, dove la sua naturale integrabilità nei circuiti

microelettronici ha avuto agio su rendimenti di conversione calore−energia elettrica non

elevati.

Negli ultimi anni si è tuttavia osservata una significativa ripresa di interesse verso questo

materiale, principalmente connessa con lo scivolamento del paradigma di ricerca nel

settore dei sistemi termoelettrici verso materiali nanostrutturati. L’osservazione che

nanofili di silicio presentano un significativo incremento del numero di merito fino a

valori prossimi all’unità3,4

a causa della riduzione della conducibilità termica ha

ingenerato un forte interesse da un lato verso la nanostrutturazione di altri materiali

termoelettrici5 e dall’altro verso la messa a punto di tecniche di produzione di nanofili di

silicio con metodologie scalabili.

Questa collaborazione ha intrapreso nel 2009 una attività di ricerca intesa allo studio del

silicio come materiale termoelettrico. In questa comunicazione saranno presentati i

principali risultati conseguiti nella nanostrutturazione di silicio policristallino fortemente

drogato e le sue attuali prospettive di industrializzazione. Lungo una direttrice sono state

messe a punto procedure di preparazione scalabili che hanno consentito di ottenere

nanofili e nanostrati di silicio policristallino caratterizzati da figure di merito a

temperatura ambiente comparabili con quelli misurati nei nanofili monocristallini6-8

. In

parallelo è stata individuata e studiata sia sperimentalmente sia computazionalmente la

possibilità di incrementare il fattore di potenza del silicio attraverso metodologie di

nanostrutturazione bottom−up9-12

.

(1) Mancarella, F.; Roncaglia, A.; Cardinali, G. C. Sens. Act. A 2006, 132, 289-295.

(2) Strasser, M. et al. Sens. Act. A 2002, 97-98, 535-542.

(3) Boukai, A. I. et al. Nature 2008, 451, 168-171.

(4) Hochbaum, A. I. et al. Nature 2008, 451, 163-167.

(5) Dresselhaus, M. S. et al. Adv. Mater. 2007, 19, 1043-1053.

(6) Cerofolini, G. F. et al. Semicond. Sci. Techn. 2010, 25, 095011.

(7) Ferri, M. et al. Microelectr. Eng. 2011, 88, 877-881.

(8) Cerofolini, G. F. et al. Semicond. Sci. Techn. 2011, 26, 045005.

(9) Narducci, D. et al. G. Proc. 8th European Conf. on Thermoelectrics, Como, 2010; p 141.

(10) Narducci, D. et al. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Boston, 2010; mrsf10-1314-ll05-16.

(11) Narducci, D. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 102104.

(12) Narducci, D. et al. J. Solid State Chem. 2012, 193, 19-25.

Ge-rich SiGe Multilayers for Thermoelectric Applications: Growth and Characterization

S. Cecchi1(a), D. Chrastina(a), J. Frigerio(a), G. Isella(a), T. Etzelstorfer(b), J. Stangl(b), E. Müller(c), L. Ferre Llin(d), A. Samarelli(d), J. Weaver(d), P. Dobson(d) and D. J. Paul(d)

(a) L-NESS Politecnico di Milano, Polo Territoriale di Como, Como, Italy(b) Institute of Semiconductor and Solid State Physics, Johannes Kepler University, Linz,

Austria(c) Electron Microscopy ETH Zurich (EMEZ), Zurich, Switzerland(d) Dept. of Electronics and Electrical Engineering, University of Glasgow, Glasgow, UK

We have deposited and characterized Ge-rich SiGe multilayers on Si substrates with the aim of demonstrating microfabricated room temperature thermoelectric (TE) gen-erators monolithically integrated on silicon (see Fig. 1). SiGe heteroepitaxy is a ma-ture growth technology, scalable, cheap and integrable with nowadays CMOS micro-power circuits (i.e. used in autonomous systems) which would allow improved ZT materials based on low dimensional structures [1] to be engineered.

In order to obtain useful TE effects the heterostructure must be several microns thick. Therefore, a growth technique which is capable of producing, in a reasonable time, high quality material with nanometer-scale control over a range of several microns is required. Low-energy plasma-enhanced chemical vapor deposition (LEPECVD) has been used in our case [2]. Crystal quality and strain control have been investigated by means of high resolution X-ray diffraction and transmission electron microscopy.

Preliminary electrical and thermal conductivity measurements indicate the viability of this material for the realization of thermoelectric devices.

Figure 1. Schematic of the structures for lateral electrical and thermal transport.

[1] L. D. Hicks, M. S. Dresselhaus, Phys. Rev. B 47, 12727 - 12731 (1993).

[2] S. Cecchi et al., J. Mater. Sci. 48, 2829 (2013).

1 stefano.cecchi@mail.polimi.it

Nets of interconnected nanostructures for high efficiency thermal to electrical energy conversion

G.PennelliDipartimento di Ingegneria dell'Informazione

Universita' di PisaVia Caruso 16, I-56122 PISA

Te. +39 050 2217699, fax. +39 050 2217522, e-mail: g.pennelli@iet.unipi.it

Recently, it has been largely demonstrated that nanostructures, as nanowires, show enhanced thermoelectric properties. In particular, a significative reduction of the lattice thermal conductivity has been found for nanowires with diameters smaller than 100 nm, meanwhile electrical properties are similar to the ones of bulk materials. This leads to a noticeable increasing of the figure of merit Z=S2 / k (S: Seebeck coefficient, electrical conductivity, k: thermal conductivity). Devices for high efficiency thermal to electrical energy conversion could be fabricated and exploited for direct conversion of heat in electrical power. However, a single (or very few) nanowires are unsuitable for a massive production of energy because the current, and the electrical power, is limited by the nanowire diameter. Furthermore, 100 nm wide nanowires can be fabricated with a good reliability only with a reduced length, that is at the best of few (10-20) m; consequently, there are noticeable problems for clamping the nanowire between the hot and cold sources that must be maintained to a suitable distance for a good thermal isolation.In this work, a top down process for the reliable fabrication of very complex, large area, nets of interconnected silicon nanowires (SiNWs) will be shown and illustratated. It will be demonstrated that these networks of well organized SiNWs are thermally and electrically equivalent to a huge number of parallel SiNW with a length of several millimeters . In this way, they can be easily assembled to obtain macroscopic thermoelectric generators, that will exploit the enhancement of thermoelectric properties proper of nanoscaled materials. The process is fully C-MOS compatible and it can be used for the fabrication of high efficiency thermoelectric generators based on a large amount (order of 105 SiNWs per mm2) of very narrow (< 50 nm) silicon nanowires. Electrical and thermal characterization of SiNW arrays will be reported and discussed.The figure shows a compositions of SEM images of a silicon nanowire network, fabricated with the proposed process. For demonstration, an area of 1X0.6 mm2 has been used. The net is formed of nanowires 3 m long and 50 nm wide, it is very reliable and robust with respec to nanowire failure (breaking), and it is equivalent to many SiNWs 1 millimeter long, 50 nm wide, placed in parallel between the top and the bottom contact.

Effetti di processing meccanico su materiali termoelettrici

C. Fanciulli, S. Ceresara, M. Codecasa, F. Passaretti.

CNR – IENI, Unità di Lecco

L’attenzione rivolta alla ricerca di nuove fonti energetiche eco-sostenibili, ha portato nel corso

dell’ultimo decennio a considerare anche la possibilità di sfruttare nuove fonti. A tale scopo la

termoelettricità ha riscontrato un nuovo interesse legato alla possibilità di sfruttare cascami termici

da processi industriali ai fini di una conversione diretta in energia elettrica. Questa possibilità è

strettamente legata alle proprietà dei materiali utilizzati: ciò significa che il miglioramento delle

caratteristiche del materiale ha delle ricadute immediate sulla possibilità di realizzare sistemi con

efficienze sufficienti a giustificarne i costi. Ad oggi la bassa efficienza di conversione rappresenta

un grosso ostacolo ad una larga diffusione della termoelettricità, che rimane quindi relegata ad

ambiti applicativi di nicchia.

Una svolta nella ricerca su materiali termoelettrici si è presentata a seguito della pubblicazione dei

risultati ottenuti su materiali nanostrutturati: l’attivazione di fenomeni quantistici nel materiale ed il

simultaneo abbattimento delle proprietà di trasporto termico, sono alla base di valori di efficienza

due o tre volte superiori a quelli osservati sui materiali più performanti. Tali risultati, seppur molto

promettenti, non hanno portato ad un analogo salto sul piano delle applicazioni, poiché i materiali

su cui si è stati in grado di ottenere l’obbiettivo della nano-strutturazione si presentano

principalmente in forma di film sottili.

Il tema della presentazione sarà proprio quello legato alla possibilità di ottenere materiali

termoelettrici strutturati su scale sub-micro o nanometriche sotto forma di bulk a mezzo di processi

di deformazione plastica. Punto di forza di questo approccio sta nella possibilità di sviluppare una

varietà più ampia di materiali con le medesime tecniche, offrendo così l’opportunità di portare

avanti una ricerca con la prospettiva di realizzare applicazioni su diversi range di temperatura.

Verrà presentata l’applicazione di tecniche di processing comuni in metallurgia (estrusione ad

angolo retto, laminazione e pressatura) a polveri nanometriche di diversi materiali termoelettrici

(leghe di Bi-Sb e calcogenuri). I risultati conseguiti sui diversi materiali, commerciali e non, ha

prodotto risultati confrontabili ed in alcuni casi superiori ai migliori valori riportati in letteratura su

campioni bulk, con il vantaggio che i processi impiegati richiedono tempi e costi estremamente

ridotti rapportati a quelli ad oggi comunemente in uso.

La misura di ZT col metodo del Porcospino

Andrea De Marchi1, Valter Giaretto

2, Andrea Tona

3

1-Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, C.so Duca degli Abruzzi,

24, 10124 Torino

2-Dipartimento Energia, Politecnico di Torino, C.so Duca degli Abruzzi, 24, 10124 Torino

3-Dipartimento di Ingegneria Gestionale e della Produzione, Politecnico di Torino, C.so Duca

degli Abruzzi, 24, 10124 Torino.

La misurazione delle proprietà termofisiche dei materiali viene tipicamente condotta nel dominio

del tempo, ma operare nel dominio della frequenza offre tutta una serie di vantaggi che verranno

illustrati nella relazione. Ancorché dopo Anders Jonas Ångström ci siano stati altri tentativi di

realizzare sorgenti termiche sinusoidali di più facile implementazione (esemplare ne è il cosiddetto

metodo omega-3omega per la misura di conducibiltà termica), l’impiego di dispositivi termoelettrici

appare la soluzione più adatta a rendere universale l’approccio nel dominio della frequenza. Di fatto

essi consentono di ottenere misure tutte elettroniche dell’impedenza termica, utilizzando come

sensore di temperatura lo stesso dispositivo usato per produrre il flusso termico per effetto Peltier.

Con questo approccio è stato realizzato uno strumento per la misura del fattore di merito dei

dispositivi termoelettrici, basato sui principi di un impedenzimetro vettoriale, e sono in fase di

sviluppo metodi di misura delle proprietà termofisiche dei materiali.

Misura di parametri termofisici di materiali massivi e film nanometrici con

particolare riferimento ai dispositivi termoelettrici

Paolo Bison1, Federico Cernuschi

2

1ITC-CNR, C.so Stati Uniti 4, 35127 Padova

2RSE s.p.a., via Rubattino 54, 20134 Milano

Nell’ambito delle attività di caratterizzazione di proprietà termofisiche di materiali massivi, è stato

sviluppato un dispositivo per la misura della diffusività e della conducibilità termica che si basa sul

metodo ideato da Ängstrom nel 1861 [1]. Il metodo consiste nella generazione di onde termiche [2]

e nella misura della temperature in punti diversi del materiale. Nel caso specifico viene utilizzato un

dispositivo termoelettrico per generare le onde termiche e una termocamera IR per la lettura delle

temperature [3].

Nell’applicazione descritta il dispositivo termoelettrico ha la funzione di generatore di calore e di

freddo alternativamente e viene pilotato da un generatore elettrico. La funzione tradizionale dei

dispositivi termoelettrici è infatti quella di trasferire calore da un punto ad un altro per mezzo del

passaggio di una corrente elettrica. Oggi, tuttavia, si sta affermando un nuovo interesse connesso

con la possibilità di recuperare il calore proveniente da sorgenti naturali o da reazioni esotermiche

quali tipicamente la combustione per trasformarlo e immagazzinarlo sotto forma di energia

elettrica.

Al fine di ottimizzare l’efficienza di trasformazione di energia termica in elettrica si richiede che i

nuovi materiali termoelettrici possiedano una alta conducibilità elettrica (ovvero che siano

generatori ideali di tensione), una bassa conducibilità termica (in modo da tenere il più possibile

separati i due serbatoi di calore a temperature differenti) ed un elevato livello di tensione prodotta a

parità di differenza di temperatura . A questo scopo vengono sperimentati materiali nanostrutturati.

Per questi materiali la misura della resistenza elettrica non risulta un grosso problema mentre lo è

assai di più la misura della resistenza termica. Le tradizionali tecniche per la misura della

conducibilità termica in materiali massivi sono infatti improponibili date le dimensioni micro o

nanometriche dei materiali in oggetto. Ma anche le tecniche fototermiche che vengono largamente

utilizzate per la caratterizzazione di coating relativamente sottili [4,5] diventano difficilmente

gestibili quando si tratta di misurare materiali con spessori al di sotto delle decina di micron. Allo

scopo può essere utilizzata la tecnica 3-omega [6] che consente la misura della conducibilità

termica in film sottili mediante deposizione di elettrodi metallici sui materiali di interesse. Questi

fungono sia da generatori di calore che da misuratori di temperatura.

Bibliografia [1] A. Ångström. Neue methode, das wärmeleitungsvermögen der körper zu bestimmen. Annalen Der Physik und

Chemie, (12):513–530, 1861.

[2] V. Arpaci. Conduction Heat Transfer. Addison-Wesley, 1966.

[3] P. Bison, A. Muscio, and E. Grinzato. Thermal parameters estimation by heating and cooling and

thermographic measurement. In D. LeMieux and J. S. Jr., editors, Thermosense XXI, volume 3700, pages 402–408.

SPIE, 1999.

[4] W. Parker, R. Jenkins, C. Butler, and G. Abbott. Flash method of determining thermal diffusivity, heat

capacity, and thermal conductivity. Journal of Applied Physics, 32(9):1679–1684, 1961.

[5] P.G. Bison, F. Cernuschi, E. Grinzato. Ageing evaluation of Thermal Barrier Coating: comparison between

Pulsed Thermography and Thermal Wave Interferometry. QIRT Journal. Vol. 2, 2006.

[6] D.G. Cahill. Thermal conductivity measurement from 30 to 750 K: the 3ω method. Rev. Sci. Instrum. 61, 802

(1990).

ASPETTI TERMICI NELL'IMPIEGO DI MODULI TERMOELETTRICI

IN GENERAZIONE

G. Casano S. Piva

ENDIF, ENgineering Department In Ferrara, Università di Ferrara, via Saragat 1,

Ferrara 44122, Italy

I Generatori termoelettrici sono dispositivi che consentono la conversione di energia termica

direttamente in energia elettrica, senza parti in movimento. Questa caratteristica rende il

generatore termoelettrico compatto e adatto per recupero di calore da processi industriali.

Negli ultimi anni si è riscontrato un rinnovato interesse per la conversione termoelettrica,

guidato da tre fattori principali: la migliore performance offerte da nuovi materiali,

riconducibile alla loro composizione chimica o a nuovi processi produttivi; la riduzione dei

costi dovuti ad applicazioni su scala maggiore; le nuove possibilità di impiego a causa degli

alti costi delle fonti energetiche primarie.

Il componente di base del generatore è il modulo termoelettrico, formato da un certo numero

di coppie termoelettriche inserite tra due piastre ceramiche termicamente conduttrici, ma

elettricamente isolanti. La conversione di energia è ottenuta in ciascuna coppia termoelettrica

per effetto Seebeck.

I generatori termoelettrici sono realizzati interponendo diversi moduli tra due superfici di

scambio termico poste in contatto termico con sorgenti a diversa temperatura. Il flusso di

calore, e la conseguente differenza di temperatura, che si instaura tra le due giunzioni di

ciascuna coppia termoelettrica determina la tensione elettrica ai capi del generatore.

Le prestazioni di un generatore termoelettrico dipendono sia dalla differenza di temperatura

che si instaura tra le giunzioni delle coppie termoelettriche sia dall'efficienza dei

semiconduttori. Mentre la differenza di temperatura esterna del generatore è determinata dalle

condizioni al contorno, quella interna (tra le due giunzioni) dipende da altri diversi parametri.

Ne deriva che, per una corretta previsione delle prestazioni del generatore, le differenze di

temperatura interna ed esterna devono essere correlate fra di loro.

Il problema è stato esaminato sia dal punto di vista sperimentale che teorico.

L’indagine sperimentale [1] analizza le prestazioni di un dispositivo di generazione di potenza

in cui sono state utilizzate comuni celle di Peltier in modalità Seebeck. Il generatore

termoelettrico viene analizzato sulla base dei dati sperimentali di tensione a circuito aperto e

chiuso, di potenza elettrica e di efficienza di conversione in funzione della differenza di

temperatura esterna. I dati sperimentali hanno fornito informazioni significative sul

comportamento del generatore termoelettrico. In particolare, appare evidente l’effetto di

alcuni dettagli pratici, ma inevitabili, quali il serraggio del generatore mediante bulloni e la

presenza dell’isolamento termico tra le celle.

L’analisi teorica proposta [2] prevede l’adimensionalizzazione di un modello non lineare a

parametri concentrati del generatore termoelettrico. La parametrizzazione proposta garantisce

la generalità ai risultati ottenuti. In particolare, sono stati indagati i rapporti tra differenza di

temperatura all'interno della cella termoelettrica e all'esterno del generatore, e l'effetto delle

resistenze termiche esterne sulle condizioni di lavoro del generatore. Questi parametri hanno

un effetto significativo sulla efficienza e pertanto sono utili all'ottimizzazione delle condizioni

di funzionamento del generatore termoelettrico.

[1] G. Casano S. Piva, Experimental investigation of the performance of a thermoelectric generator based on

Peltier cells, Experimental Thermal and Fluid Science, 35, 4, May 2011, 660–669.

[2] G. Casano and S. Piva Parametric thermal analysis of the performance of a thermoelectric generator, Journal

of Physics: Conf. Ser., 395, 012156, 2012 doi:10.1088/1742-6596/395/1/012156

Ottimizzazione delle caratteristiche meccaniche e termiche di un package ibrido per microgeneratore

termoelettrico

L. Francioso

1*, C. De Pascali

1, R. Bartali

2, E. Morganti

2 L. Lorenzelli

2, N. Laidani

2 and P. Siciliano

1

1CNR-IMM Institute for Microelectronics and Microsystems, Lecce, ITALY 2FBK Bruno Kessler Foundation, Trento, ITALY

Abstract

Il presente lavoro è orientato allo sviluppo di un microgeneratore termoelettrico (µTEG) flessibile per

applicazioni di Energy Scavenging ed alla realizzazione di un package ad elevato gradiente termico con

caratteristiche di flessibilità e resistenza alle sollecitazioni meccaniche.

I risultati presentati in questo contributo si riferiscono alle performance di un package ibrido Kapton/PDMS

espressamente studiato per le applicazioni indossabili; il prototipo sviluppato è costituito da 2778

termocoppie di Sb2Te3 e Bi2Te3 su un substrato in Kapton avente un'area complessiva di 5x5cm2 ed è stato

concepito per trovare applicazione nel campo dell'elettronica indossabile, dove il gradiente termico utile alla

generazione termoelettrica deriva dalla differenza di temperatura tra il corpo umano e l'ambiente circostante.

La scelta dei materiali è stata motivata dalla necessità di conferire al dispositivo finale le caratteristiche di

flessibilità e leggerezza che meglio si adattano ad un'applicazione indossabile. Il Kapton è uno tra i materiali

più utilizzati nel campo dell'elettronica, dove è apprezzato per l'elevata stabilità chimica e meccanica e le

eccellenti proprietà termiche ed elettriche in un ampio intervallo di temperature. Sfortunatamente, la scarsa

adesione del Kapton ad altri materiali, quali metalli o altri polimeri, rappresenta un fattore critico che deve

essere ancora completamente e definitivamente risolto. La produzione scientifica internazionale di questi

ultimi anni riporta numerosi metodi per migliorare l'adesione ad altri materiali attraverso una modifica

superficiale del film polimidico utilizzando diverse tipologie di trattamento chimico e fisico.

Il packaging del dispositivo, ottimizzato mediante analisi termica agli elementi finiti, prevede di interporre

tra il substrato in Kapton e la superficie di appoggio uno strato in PDMS, opportunamente sagomato per

isolare termicamente i giunti freddi delle termocoppie incrementando il gradiente termico utile alla

generazione termoelettrica. In particolare, è stato valutato l'effetto sull’adesione di diversi trattamenti in

plasma, condotti a temperatura ambiente e bassa pressione al variare della specie gassosa e delle condizioni

del plasma. La bagnabilità superficiale del Kapton prima e dopo i vari trattamenti è stata valutata in termini

di variazione di angolo di contatto, mentre l'adesione al PDMS è stata misurata mediante la tecnica di scratch

test. La misura statica dell'angolo di contatto è stata effettuata a temperatura ambiente utilizzando come

liquidi test acqua MilliQ e PDMS. I trattamenti in plasma ritenuti più interessanti sono stati selezionati per

essere sottoposti a scratch testing. L'adesione al PDMS nel caso ottimale è aumentata di 2.6 volte rispetto al

Kapton non trattato e questo dimostra senza dubbio che il trattamento in plasma è certamente un metodo utile

per migliorare l'adesione tra questi due materiali. Le reali performance del package progettato sono state

valutate analizzando il profilo termografico del dispositivo con una termocamera ad infrarossi ad alta

risoluzione (Gobi-640-GigE). L'indagine ha permesso di determinare il gradiente termico tra i giunti caldi e

freddi della termopila a partire da una differenza di temperatura utile di 17°C. Un gradiente di temperatura

utile di circa 17°C consente al dispositivo di sostenere un gradiente termico tra giunti caldi e freddi di circa

5°C. Questo valore è stato confermato da un'analisi termografica condotta su un generatore completo di

package.

Figura 1 - Struttura 3D del generatore

Figura 2 - Immagine termografica del generatore completo di package

Sviluppo di un prototipo per Thermoelectric Power Generation in ambiente

industriale

Ing. Ugo Chiarotti (u.chiarotti@c-s-m.it)

Centro Sviluppo Materiali SpA, Roma (www.c-s-m.it)

Nell’ambito del settore della ricerca per l’ottimizzazione ed il recupero energetico in ambiente

industriale, il Centro Sviluppo Materiali SpA si propone la realizzazione di un prototipo di un

generatore termoelettrico modulare a bassa potenza (< 500W) da installare a valle di un impianto di

raffreddamento per acciaieria.

Il prototipo ha come primo obiettivo quello di verificare la complessiva sostenibilità economica di

questo tipo di produzione elettrica a partire da sorgenti calde disponibili intorno ai 100°C e sorgenti

fredde disponibili intorno ai 15°C. Saranno inoltre investigati teoricamente i vantaggi della

disponibilità di sorgenti calde fino a 350°C.

Il secondo obiettivo sarà quello di mettere in evidenza i punti critici di tali dispositivi e di

verificarne eventuali miglioramenti.

Questo tipo di dispositivi ha particolare interesse nel quadro del risparmio energetico e in

particolare in luoghi dove è difficoltoso l’approvvigionamento di energia elettrica, come ad esempio

impianti situati in luoghi scarsamente popolati.