HEAT4ENERGY

Più del 75% dell’emissione di gas serra dell’ Unione Europea è dovuto alla produzione e all’uso di energia. La decarbonizzazione del sistema energetico europeo é perció critica per il raggiungimento della “carbon-neutrality” entro il 2050. Le attivitá umane generano una grande quantitá di calore di scarto a bassa temperatura (T < 100 °C), per esempio presso data centers e negli impianti industriali alimentari, del legno e cartieri. Questa rappresenta una fonte energetica alternativa al solare e all’eolico, sempre disponibile e abbondante: convertirne anche solo una parte in energia elettrica rappresenterebbe un contributo significativo verso un utilizzo piú circolare delle risorse. Ció nonostante, le soluzioni teconologiche, seppur esistenti in linea di principio, non sono al momento performanti  ed economicamente sostenibili.

HEAT4ENERGY é un progetto EU-Horizon Europe MSCA Doctoral Network, della durata di 4 anni (2024-2028), che punta a educare una nuova generazione di esperti, che possa trainare e sostenere la transizione ecologica europea, attraverso una formazione interdisciplinare ed esperienza nel settore accademico e industriale. Nell’arco della sua durata,  HEAT4ENERGY si prefigge di sviluppare i primi dispositivi termomagnetici efficienti in termini economici e tecnologici, nonché scalabili, cosí da portare la tecnologia da un TRL 3/4 (proof of concept) fino ad un TRL 6/7. Saranno costruiti e validati scientificamente tre diversi prototipi con potenze di 10 μW, 1 W e 100 W. Lo studio di materiali termomagnetici é un aspetto cruciale che complementa la parte ingegneristica. Il progetto si propone di ottimizzarne i metodi di sintesi, di  caratterizzarne in modo esaustivo le poprietá e funzionalitá, nonché di definire la topologia migliore in base all’applicazione a cui sono destinati. 

Il ruolo del CNR-IMEM é la sintesi e la caratterizzazione di leghe Heuslers metamagnetiche (NiMn-based), ovvero che presentano transizioni del primo e secondo ordine. La fusione ad arco é impiegata come metodo di sintesi di campioni bulk, mentre la tecnica dello sputtering a radio frequenza e del melt spinning consentono la preparazione di film e ribbons con uno spessore dai 50 μm  ai 100 μm. L’analisi dei materiali combina tecniche diverse cosí da studiarne in modo completo le proprietá morfologiche, chimiche, strutturali e magnetiche (microscopio elettronico a scansione: SEM-EDX; microscopio elettronico a trasmissione: TEM; microscopio a forza atomica/magnetica: AFM/MFM; diffrazione a raggi: XRD; analisi termomagnetica della suscettibilitá: TMA; magnetometria: VSM, PPMS, SQUID; Single Point Detection technique: SPD).

PARTNER DEL PROGETTO:

Delft University of Technology  (Paesi Bassi) (coordinatore)/(Netherlands) (coordinator)

Karlsruher Institut für Technology (Germania) /(Germany)

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Germania) /(Germany)

Bundesanstalt für Material-forschung und –prüfung (Germania) /(Germany) 

Univerza V Ljubljani (Romania) /(Romania)

Radboud University (Paesi Bassi) /(Netherlands)

Centre National de la Recherche Scientifique CNRS (Francia) /(France)

Universitat fur Weiterbildung Krems (Austria) /(Austria)

Magneto B.V. (Paesi Bassi) /(Netherlands)

memetis GmbH (Germania) /(Germany)

Magnoric (Francia) /(France) 

Universita Degli Studi di Parma (Italia) /(Italy)

Consiglio Nazionale delle Richerche (Italia)/(Italy)

Technische Universität Dresden (Germania) /(Germany)

Université Grenoble Alpes  (Francia) /(France)

Technische Universität Wien (Austria) /(Austria)

Il progetto é finanziato dall’unione europea (Grant Agreement no. 101119852.)