Roma - Joseph Heremans, dottorando di nanotecnologia presso la
Ohio State University, ha guidato un promettente lavoro di ricerca sul
miglioramento dell'efficienza energetica. Il lavoro svolto con i suoi colleghi si è definito in uno studio, nel quale si parla di un materiale capace di produrre due volte la quantità di energia elettrica che è attualmente possibile estrarre dal calore prodotto in eccesso dai motori delle automobili.
Heremans, che ha collaborato con ricercatori dell'Ohio, della California e di Osaka nel Sol Levante, parla del lavoro svolto su talune proprietà fisiche delle nanoparticelle, "drogando" una lega di piombo e tellurio con il tallio e trasformando il composto in un
generatore di corrente elettrica che usa come fonte gli elettroni al posto di fluidi o gas.
Piuttosto che concentrarsi, com'è tipico per studi del genere, sulla realizzazione di strutture nanomolecolari con una conduttività termica ridotta, Heremans e soci hanno abbandonato l'idea in virtù della difficoltà di realizzazione di nanomateriali sufficientemente stabili e funzionali seguendo invece la strada opposta, studiando il modo di
convertire il calore intrappolato in maniera naturale dalle nanoparticelle in energia elettrica.
La soluzione al problema i ricercatori l'hanno trovata in uno studio risalente al 2006 e pubblicato sulla rivista
Physical Review Letters, che suggeriva l'esistenza di una interazione a livello quantistico tra elementi come il tallio e il tellurio, in grado di creare
una risonanza tra gli elettroni dei due metalloidi se il tellurio era parte di un materiale termoelettrico basato appunto su una lega di tellurio e piombo.
"Avevamo lavorato per 10 anni per ingegnerizzare questo tipo di comportamento usando diversi materiali a nanostruttura -
dice Heremans - ma con scarso successo. Poi ho visto una ricerca, e sapevo che avremmo potuto fare la stessa cosa che stavamo provando a fare con le nanostrutture, ma usando al loro posto questo tipo di semiconduttore".
Il risultato del lavoro dei ricercatori è dunque un nuovo composto con cui è possibile costruire generatori di corrente elettrica
facilmente installabili nelle autovetture, migliorandone grandemente l'efficienza energetica: secondo le stime, oltre il 60% dell'energia di un motore va persa nel calore prodotto in eccesso, che potrebbe in tal senso essere riconvertito in energia dal composto - che non ha parti in movimento - senza bruciare inutilmente il prezioso carburante.
Un ritrovato potenzialmente risolutivo, soprattutto considerando il fatto che è in grado di lavorare al meglio tra i 232 e i 510 gradi centigradi, un regime di funzionamento che è tipico dei motori installati nelle autovetture e non solo. E non basta che il composto piombo-tellurio drogato al tallio sia già 2 volte più efficiente del tellurio drogato al sodio - il campione di efficienza spodestato dal lavoro dei ricercatori. Heremans è convinto di riuscire a
migliorare ulteriormente l'efficienza della nanostruttura termoelettrica di un ulteriore fattore di due.
Alfonso Maruccia