Primo circuito che genera elettricità direttamente dal calore

Messo a punto in Italia il primo circuito superconduttivo che genera energia elettrica direttamente dal calore: finora prevista dalla teoria, per la prima volta questa tecnologia viene dimostrata sperimentalmente e apre la via a nuove applicazioni nel campo delle tecnologie quantistiche superconduttive, come nuovi sensori, e alla ricerca di nuovi materiali per aumentare l'efficienza energetica. Il risultato, nature.com/articles/s41565-022-01208-y">pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology, si deve all'Istituto di nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano).

Il fenomeno dimostrato si chiama termoelettricità bipolare ed è la capacità dei materiali di convertire una differenza di temperatura direttamente in energia elettrica, sotto forma di corrente o di tensione. Era stato previsto dallo stesso gruppo del Cnr che adesso ha realizzato il circuito, coperto da un brevetto. "Nei metalli superconduttori fino ad ora la termoelettricità era ritenuta trascurabile e solo recentemente si è riusciti a generare fenomeni termoelettrici accoppiando superconduttori ad altri materiali", osserva Francesco Giazotto, di Cnr-Nano, che ha condotto l'esperimento con Gaia Germanese, Federico Paolucci, presso il Laboratorio NEST di Cnr-Nano e Scuola Normale Superiore di Pisa, con il contributo teorico di Alessandro Braggio di Cnr-Nano e Giampiero Marchegiani del Technology Innovation Institute di Abu Dhabi.

"Il dispositivo che abbiamo realizzato - prosegue Giazotto - è in grado di generare una tensione o una corrente elettrica in modo spontaneo, una volta che due superconduttori sono accoppiati con una semplice giunzione sottoposta ad un forte differenza di temperatura". Il cuore del circuito è una giunzione costituita da due metalli superconduttori separati da un materiale isolante. Una volta raffreddato a qualche frazione di grado sopra lo zero assoluto, il circuito è in grado di generare una potenza elettrica, partendo solo dalla differenza di temperatura impostata tra i superconduttori. Diventa ora possibile, osserva Giazotto, "progettare una generazione di dispositivi termoelettrici innovativi per le tecnologie quantistiche, la computazione quantistica e nel campo dei sensori di radiazione; non ultimo apre alla ricerca di nuovi materiali capaci di produrre energia elettrica dal calore dissipato".