Un team internazionale di scienziati ha scoperto come catturare il calore e trasformarlo in elettricità.

La scoperta, pubblicata la scorsa settimana sulla rivista Science Advances, potrebbe creare permettere di generare energia dal calore in modo più efficiente, ad esempio dallo scarico delle auto ed i processi industriali.

“Grazie a questa scoperta, dovremmo essere in grado di produrre più energia elettrica dal calore di quanto facciamo oggi“, ha affermato il co-autore dello studio Joseph Heremans, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e Ohio Eminent Scholar in Nanotecnologie presso la Ohio State University. “È qualcosa che, fino ad ora, nessuno pensava fosse possibile“.

La scoperta si basa su minuscole particelle chiamate paramagnoni, cuprati superconduttori che presentano eccitazioni di spin ad alta energia, bit che non sono proprio magneti, ma che trasportano un flusso magnetico. I magneti, quando riscaldati, perdono la loro forza magnetica e diventano paramagnetici. Un flusso di magnetismo – ciò che gli scienziati chiamano “spin” – crea un tipo di energia chiamata termoelettricità a trascinamento di magnoni, qualcosa che, fino a questa scoperta, non poteva essere usato per raccogliere energia a temperatura ambiente.

“Una volta si considerava che, se hai un paramagnete e lo riscaldi, non succede nulla“, ha spiegato Heremans. “Noi abbiamo scoperto che non è vero. Ciò che abbiamo trovato è un nuovo modo di progettare semiconduttori termoelettrici, materiali che convertono il calore in elettricità. I termoelettrici convenzionali che abbiamo avuto negli ultimi 20 anni o giù di lì sono troppo inefficienti e ci danno troppo poca energia. Questa scoperta cambia tutto“.

I magneti sono una parte cruciale della raccolta di energia dal calore: quando un lato di un magnete viene riscaldato, l’altro lato – il lato freddo – diventa più magnetico, producendo rotazione, che muove gli elettroni nel magnete e crea elettricità.

Il paradosso, tuttavia, è che quando i magneti si surriscaldano, perdono la maggior parte delle loro proprietà magnetiche, trasformandosi in paramagneti – “quasi magneti ma non del tutto“, come dice Heremans. Fino a questa scoperta, nessuno pensava di usare i paramagneti per raccogliere calore perché gli scienziati pensavano che i paramagneti non fossero in grado di raccogliere energia.

Ciò che il team di ricerca ha scoperto, tuttavia, è che i paramagnoni spingono gli elettroni solo per un miliardesimo di milionesimo di secondo – abbastanza a lungo da rendere possibile la raccolta di energia dei paramagneti.

Il gruppo di ricerca – un gruppo internazionale di scienziati dell’Ohio State, della North Carolina State University e dell’Accademia delle scienze cinese (tutti autori allo stesso livello nell’articolo pubblicato) – ha iniziato a testare i paramagnoni per vedere se potevano, nelle giuste circostanze, produrre la rotazione necessaria.

Ciò che hanno scoperto, come affermato da Heremans, è che i paramagnoni producono, in effetti, il tipo di spin che muove gli elettroni.

Ed è questo che potrebbe rendere possibile la raccolta di energia.

Reference: “Paramagnon drag in high thermoelectric figure of merit Li-doped MnTe” by Y. Zheng, T. Lu, Md M. H. Polash, M. Rasoulianboroujeni, N. Liu, M. E. Manley, Y. Deng, P. J. Sun, X. L. Chen2, R. P. Hermann, D. Vashaee, J. P. Heremans and H. Zhao, 13 September 2019, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.aat9461

La praticità e la capacità di garantire standard di sicurezza elevati sono due delle caratteristiche che devono essere prese in considerazione quando ci si accinge ad acquistare un antifurto per la casa. Prevenire le intrusioni da parte di malintenzionati e delinquenti è possibile con un impianto di allarme affidabile, ma il mercato mette a disposizione una tale varietà di soluzioni che si rischia di rimanere disorientati senza una ottima conoscenza delle tante proposte in commercio.

Le tecnologie disponibili

Un antifurto casa può essere contraddistinto dalla presenza di sensori volumetrici: essi sono consigliati in tutti gli ambienti della casa, dal momento che agiscono ad ampio spettro, risultando adatti tanto per i locali interni quanto per gli ambienti esterni. Le soluzioni a infrarossi, invece, sono caratterizzati da raggi infrarossi che, essendo disposti a rete, formano un fascio: in pratica l’allarme sonoro entra in azione nel momento in cui il fascio di raggi viene interrotto dal passaggio di un estraneo. Una valida alternativa può essere individuata, poi, dagli impianti a microonde: in questo caso si ha a che fare con sensori che diffondono onde elettromagnetiche e che attivano l’allarme non appena viene registrato un cambio di frequenza.

Il momento dell’installazione

Scegliere l’impianto di allarme più giusto per la propria abitazione rischia di servire a poco se poi la sua installazione non viene effettuata con attenzione: proprio per questo motivo è sempre consigliabile affidarsi a professionisti del settore. Se è vero che il mercato propone un ricco catalogo di allarmi che promettono di poter essere installati con relativa facilità, è sempre preferibile il ricorso alla competenza e all’esperienza dei tecnici di una ditta specializzata. Non solo: contattando un’azienda del settore è possibile richiedere e ottenere suggerimenti e consigli a proposito dei migliori prodotti e delle innovazioni più recenti. Vale la pena, in ogni caso, di montare la centralina con i relativi sensori in un posto nascosto, che non possa essere trovato facilmente dai topi di appartamento che potrebbero essere intenzionati a sabotarla.

Come funziona la centralina di un antifurto

Le centraline dei sistemi antifurto per la tua sicurezza possono essere di due tipi: gsm o wifi. Nel primo caso, le centraline devono essere collocate vicino a una presa elettrica e comunque in un’area in cui i cellulari prendano bene; nel secondo caso è fondamentale la prossimità di un router che consenta il collegamento del cavo ethernet. Ovviamente per una connessione senza fili non c’è bisogno che il cavo rimanga attaccato, ma vale comunque la pena di non staccarlo per non subire inconvenienti nel caso in cui la rete wireless non dovesse funzionare.

Come funzionano i sensori di un antifurto

La distinzione appena vista per le centraline degli antifurti può essere riproposta anche per i sensori, che a loro volta possono essere di due tipi. gsm o wifi. I sensori gsm sono progettati e realizzati per essere attivati con il telecomando, e devono montare una SIM differente rispetto a quella del telefono. Nel caso dei sensori wifi, invece, è indispensabile scaricare sul telefono un’app dedicata che permetta di configurare l’impianto.

Quale sistema di allarme scegliere

A questo punto, non rimane che decidere quale sistema di allarme comprare, valutando con la massima attenzione le varie proposte del mercato e tenendo presente che può essere un’idea intelligente quella di integrarle tra loro. Ecco, quindi, che un kit di allarme con sirena potrebbe essere abbinato – per esempio – a un sistema di telecamere di sorveglianza, mentre il ricorso a una o più telecamere dotate di rilevatori di movimento potrebbe andare di pari passo con l’acquisto e l’installazione di sensori da montare in corrispondenza delle porte e delle finestre.