Progetto CONTACT

DII-Unipi

 

Responsabile: Prof. Giovanni Pennelli

 

Università di Pisa
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Progetto finanziato nel quadro del POR FESR 2014-2020
Bando RS 2 2017 - Progetti di ricerca e sviluppo delle MPMI

 

Progetto: CONTACT

 italiano

Il Laboratorio di Nanotecnologie del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione ha sviluppato notevoli competenze per la fabbricazione e la caratterizzazione di dispositivi elettronici basati su strutture nanometriche, in particolare in silicio.
Attualmente, l’attività di ricerca del Laboratorio si sta concentrando sulla messa a punto di processi per la fabbricazione di dispositivi termoelettrici basati su foreste di nanofili di silicio per la conversione diretta di calore in energia elettrica. Data la ridotta conducibilità termica delle strutture nanometriche (nanofili), e la loro elevata conducibilità elettrica, questi dispositivi puntano ad avere un’alta efficienza di conversione del calore in energia elettrica.
I generatori termoelettrici ad alta efficienza, che tipicamente sono compatti ed affidabili poiché non hanno parti meccaniche in movimento, hanno grandi prospettive per essere impiegati nel campo dell’energy harvesting. Essi rendono infatti possibile e commercialmente conveniente la produzione di energia elettrica a partire da sorgenti di calore che, per la loro temperatura o per altri fattori, sono inutilizzabili mediante le tecniche convenzionali di produzione di energia elettrica, basate su motori termici (come ad esempio turbine).

Il calore è una fonte di energia, e il calore disperso è energia inutilizzata.
Nell’ambito del progetto CONTACT, il Dipartimento si impegna a migliorare i processi di nanofabbricazione e di assemblaggio di questi dispositivi termoelettrici nanostrutturati, provvedendone una caratterizzazione completa sia dal punto di vista termico che elettrico. Inoltre, collaborerà con gli altri partner per l’applicazione di questi dispositivi al recupero del calore prodotto durante il ciclo di fabbricazione della carta. Attualmente, non ci sono tecnologie che permettano di utilizzare questo calore, che in gran parte deve quindi essere disperso sotto forma di vapore.

Il costo previsto per queste attività inclusivo del finanziamento dalla regione Toscana è di circa 260 K€.

 

figura CONTACT

Figura 1: dispositivo fabbricato presso il Laboratorio di Nanotecnologie del Dipartimento. Il dispositivo è costituito da un nanofilo di silicio di 15 nm di diametro

 

inglese

 

The Nanofabrication Laboratory of the Department of Information Engineering has a large experience in the fabrication and characterization of nanostructured devices, with a particular focus on silicon nanostructures and nanowires.
The research activity of the Laboratory is focusing on the development and improvement of devices for the direct conversion of heat into electrical power (thermoelectric generators). Nanowires have a very small thermal conductivity, with respect to bulk silicon, and a very high electrical conductivity (when doped with suitable concentrations). For this reason (high electrical conductivity and low thermal conductivity), the thermal to electrical conversion efficiency will be very high.
Thermoelectric generators have not any moving mechanical part, hence they are compact and very reliable, and in particular they can be exploited for the conversion of heat available from sources which are no possible to be exploited by means of conventional techniques (as turbines or other).
Heat is energy, and wasted heat is wasted energy.
In the framework of the CONTACT project, the Department will develop and improve the fabrication processes of thermoelectric devices based on silicon nanostructures (silicon nanowires). A full thermal and electrical characterization of these devices will be provided. Moreover, the Department will collaborate with the other partners for the assembly of these thermoelectric generators into heat exchanger which can recover the heat produced during the production cycle of the paper. At the present state of the art, this heat must be dispersed in the environment.
The estimated cost for these activities including the financing from the Tuscany region is around 260 K€.

 

 

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