Metal-organic polymers as sustainable candidates in thermoelectric generators

Oggigiorno, quasi il 70% di tutta l’energia consumata viene dispersa nell’ambiente sotto forma di calore a bassa temperatura (<200 °C) e non sfruttata. Riuscire a recuperare e utilizzare efficacemente questo calore permetterebbe di ridurre drasticamente il consumo energetico, l’utilizzo di combustibili fossili e il loro impatto ambientale.[1] Una possibilità è l’impiego di materiali e generatori termoelettrici che consentono la conversione diretta del calore in elettricità tramite l'effetto Seebeck. Attualmente, la maggior parte dei materiali termoelettrici è di natura inorganica (es. Bi₂Te₃, PbTe), ma questi generalmente presentano basse efficienze, scarsità di materie prime, processi di fabbricazione costosi e ad alta temperatura, fragilità strutturale e tossicità. Per superare queste criticità, appare necessario sviluppare nuovi materiali più performanti, sostenibili e sicuri.[2] Recentemente, i polimeri di coordinazione sono emersi come promettenti materiali termoelettrici per il recupero del calore a bassa temperatura.[3] Questi polimeri possono essere facilmente modificati sostituendo il centro metallico o i leganti organici, risultando estremamente versatili e adattabili a un’ampia gamma di requisiti applicativi e condizioni operative. Nel presente lavoro di ricerca, differenti polimeri metallo-organici a base di nichel e rame sono stati sviluppati attraverso processi sintetici semplici e scalabili, e opportunamente caratterizzati. Sebbene insolubili, i polimeri sono stati efficacemente processati da soluzione e depositati su diversi substrati in forma di film sottile, senza necessità di additivi ed elevate temperature, per la realizzazione di dispositivi termoelettrici planari e flessibili, dimostrandone la piena funzionalità. Questi risultati suggeriscono che i polimeri metallo-organici possono aprire nuove prospettive nel recupero di calore a bassa temperatura, grazie alla loro combinazione di efficienza, stabilità e adattabilità a sistemi e geometrie non convenzionali. Bibliografia [1] Yuan F., et al., Small, 17, 2100505 (2021) [2] Artini C., et al., Nanotechnology, 34, 292001 (2023) [3] Yuanhui S., et al., Advanced Materials. 28, 3351 (2016)