ERC Advanced Grant per i ricercatori del KIT

Nuovi nanoinchiostri per generatori termoelettrici (TEG) personalizzati e a basso costo: progetto con fondi ERC di Uli Lemmer con 2,4 milioni di euro

Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT)

immagine: Un successo per l'ingegnere del KIT Uli Lemmer: l'ERC gli assegna un Advanced Grant.vedere di più

Credito: Markus Breig, KIT

Il Consiglio europeo della ricerca (CER) assegna all'ingegnere optoelettronico Uli Lemmer del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) un Advanced Grant. Il progetto ORTHOGONAL mira a sviluppare e testare un processo economicamente vantaggioso e scalabile per la produzione di generatori termoelettrici (TEG). I TEG convertono il calore ambientale direttamente in energia elettrica e offrono molteplici potenzialità per recuperare il calore di scarto inutilizzato. Allo stesso modo, i sensori per l’Internet delle cose (IoT) e i dispositivi elettronici indossabili (wearables) possono essere riforniti di energia in modo sostenibile. L’ERC finanzierà il progetto con 2,4 milioni di euro nei prossimi cinque anni.

"Da molti anni Uli Lemmer promuove nuove tecnologie per una società sostenibile e attenta alla conservazione delle risorse", afferma il vicepresidente del KIT, professore di ricerca Oliver Kraft. "I suoi progetti nel campo dell'elettronica stampata combinano la ricerca sui materiali di prima classe con nuovi concetti per componenti elettronici. Sono molto lieto che l'ERC gli abbia assegnato un Advanced Grant per la sua eccellente ricerca.

Generatori termoelettrici dalla macchina da stampa

Con il progetto "Generatori termoelettrici ispirati agli origami mediante stampa e piegatura", o in breve ORTOGONALE, il professor Uli Lemmer, direttore del Light Technology Institute (LTI) del KIT, si concentra su un nuovo processo per la produzione di TEG. Questi possono convertire il calore di scarto di processi industriali, centrali elettriche, sistemi di riscaldamento o energia geotermica direttamente in energia elettrica. "I TEG sono una leva efficace per aumentare l'efficienza energetica alimentando allo stesso tempo i miliardi di sensori utilizzati nella nostra economia e società digitalizzate", spiega Lemmer. Fino ad ora, i TEG potevano essere prodotti solo da singole parti attraverso processi di produzione che richiedevano molto tempo. Per renderli scalabili per applicazioni che vanno dai micrometri ai metri quadrati, Lemmer e il suo gruppo di ricerca stanno sfruttando le tecnologie di stampa.

Ispirato all'arte giapponese di piegare la carta

Nel progetto ORTHOGONAL, vogliono ricercare materiali nanocompositi inorganici ad alta efficienza e renderli utilizzabili per l'elettronica stampata. Nella prima fase, le nanoparticelle in polvere vengono trasformate in inchiostri stampabili che vengono applicati su substrati ultrasottili, fusi e polimerizzati mediante sinterizzazione fotonica, ovvero luce pulsata. Nella seconda fase, la pellicola 2D risultante viene piegata nella geometria 3D desiderata, come negli origami.

TEG su misura per applicazioni individuali

"Il nuovo processo non solo rende la produzione economicamente vantaggiosa e scalabile, ma consente anche la produzione di una nuova generazione di TEG personalizzati che si adattano alle rispettive applicazioni come singoli componenti", afferma Lemmer. Questi vanno dall’uso in dispositivi indossabili come braccialetti per il fitness, sensori industriali intelligenti, valvole di riscaldamento e scambiatori di calore. Entro la fine del finanziamento quinquennale del CER, Lemmer mira a sviluppare due dimostratori: uno per l’uso su piccola area in un nodo sensore autonomo dal punto di vista energetico e un altro per l’uso su vasta area in uno scambiatore di calore. L'esperto 58enne può contare su oltre trent'anni di esperienza con dispositivi semiconduttori a stato solido, diversi brevetti e una prova di concetto per i materiali termoelettrici e la progettazione dei dispositivi.

Sovvenzioni avanzate CER 2022

Con gli ERC Advanced Grants, il Consiglio europeo della ricerca (CER) finanzia ricercatori di alto livello con un curriculum scientifico eccezionale che desiderano aprire nuove aree di ricerca. Determinante per la valutazione è il lavoro scientifico degli ultimi dieci anni prima della presentazione della domanda. Al bando 2022 hanno partecipato 1647 ricercatori. L'ERC ha assegnato Advanced Grants per un totale di 218 progetti di ricerca eccezionali in 20 paesi con un volume di finanziamento totale di 544 milioni di euro, 37 dei quali sono andati a università e istituti di ricerca tedeschi. La percentuale di successo è del 13,2%.