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TED2021-129612B-C21

Financiado

RECOLECTORES DE ENERGIA TERMOELECTRICA BASADOS EN CAPAS FINAS NANOESTRUCTURADAS

EL OBJETIVO PRINCIPAL DEL SUBPROYECTO 1 ES FABRICAR UN GENERADOR MICRO TERMOELECTRICO (UTEG) BASADO EN SILICIO QUE INTEGRE COMO MATERIAL ACTIVO LOS MATERIALES ULTRAFINOS DECORADOS O NANOESTRUCTURADOS, Y QUE SEA CAPAZ DE PROPORCION... ver más

01/01/2021

CSIC

204K€

Presupuesto del proyecto: 204K€

Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 2-3 | 552M€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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Participantes

CSIC

Lider

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Líder del proyecto

AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA...

TRL 2-3 | 552M€

Presupuesto del proyecto 204K€

Descripción del proyecto EL OBJETIVO PRINCIPAL DEL SUBPROYECTO 1 ES FABRICAR UN GENERADOR MICRO TERMOELECTRICO (UTEG) BASADO EN SILICIO QUE INTEGRE COMO MATERIAL ACTIVO LOS MATERIALES ULTRAFINOS DECORADOS O NANOESTRUCTURADOS, Y QUE SEA CAPAZ DE PROPORCIONAR ENERGIA A UN NODO IOT.CON ESTA IDEA EN MENTE, EL PRIMER PASO HACIA ESE OBJETIVO ES EVALUAR DIFERENTES TOPOLOGIAS DEL UTEG QUE MAXIMICEN LA POTENCIA DE SALIDA DEL DISPOSITIVO CON LA AYUDA DE UN MODELO FISICO. EL CONCEPTO PRINCIPAL DE UN UTEG ES EXPONER EL MATERIAL ACTIVO A UN GRADIENTE DE TEMPERATURA LO MAYOR POSIBLE. EL MATERIAL PROPUESTO ES EL SILICIO TANTO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION DEL DISPOSITIVO, QUE PERMITE EL USO DE TECNOLOGIAS MADURAS DE MICRO Y NANOFABRICACION, ASI COMO MATERIAL TERMOELECTRICO ACTIVO QUE FACILITARA EL CAMINO HACIA LA INTEGRACION EN EL DISPOSITIVO. PARA OPTIMIZAR EL RENDIMIENTO, EL MATERIAL TE DEBE SER CONDUCTOR ELECTRICO Y AISLANTE TERMICO. LA CONDUCCION ELECTRICA SE LOGRA FACILMENTE EN EL SILICIO DOPANDOLO CON DIFERENTES DOPANTES. SIN EMBARGO, LA CONDUCTIVIDAD TERMICA ES DEMASIADO ALTA PARA QUE EL SILICIO SE CONSIDERE UN BUEN MATERIAL TERMOELECTRICO. POR ESO UTILIZAREMOS CAPAS ULTRAFINAS DE SILICIO CON ESPESORES DE ALGUNAS DECENAS DE NM. CUANDO LOS FONONES (RESPONSABLES DE LA CONDUCCION TERMICA EN UN MATERIAL) ALCANZAN ESTRUCTURAS TAN DELGADAS, CON TAMAÑOS COMPARABLES A LAS LONGITUDES CARACTERISTICAS DE LOS FONONES, SON REFLEJADOS Y, EN CONSECUENCIA, LA CONDUCCION TERMICA SE REDUCE DRASTICAMENTE MIENTRAS QUE LOS ELECTRONES PERMANECEN INALTERADOS. ESTA REDUCCION SE PUEDE MEJORAR AUN MAS SI ESTAS PELICULAS ULTRAFINAS ESTAN NANOESTRUCTURADAS Y LIMITAN MAS LOS FONONES. ESTA NANOESTRUCTURACION SE EXPLORARA AQUI UTILIZANDO LITOGRAFIA DE COPOLIMERO DE BLOQUE (BCP). SEGUN LA RELACION DE PESOS MOLECULARES DE LOS BLOQUES QUE FORMAN EL COPOLIMERO Y SU QUIMICA, FORMAN, POR AUTOENSAMBLAJE, ESTRUCTURAS DENSAS REGULARES A NANOESCALA CUYAS ESCALAS DE LONGITUD NO SON ACCESIBLES MEDIANTE TECNICAS LITOGRAFICAS TRADICIONALES. UTILIZANDO POLIESTIRENO-BLOQUE-POLIMETILMETACRILATO (PS-B-PMMA) ES POSIBLE OBTENER MORFOLOGIAS CON PERIODICIDADES ENTRE 22NM Y 40NM. LA INTEGRACION EXITOSA DE ESTE MATERIAL NANOESTRUCTURADO SE AFRONTARA INSERTANDO LOS PASOS DE PROCESO NECESARIOS PARA FORMAR LA NANOESTRUCTURA EN UN DISPOSITIVO PARCIALMENTE PROCESADO, QUE LUEGO CONTINUARA SU PROCESADO HASTA FORMAR UN DISPOSITIVO COMPLETO. EL MATERIAL NANOESTRUCTURADO DEBE CONECTAR EL SILICIO BULK (EN CONTACTO CON UNA FUENTE CALIENTE) CON UNA PLATAFORMA AISLADA TERMICAMENTE QUE SE ENFRIA POR CONVECCION NATURAL CON EL AMBIENTE. EL FLUJO DE CALOR DESDE LA PLATAFORMA HACIA EL AMBIENTE ES PROPORCIONAL A LA SUPERFICIE DE LA PLATAFORMA Y, AL SER MICROFABRICADA, EL FLUJO DE CALOR ES DEMASIADO BAJO. ESTO IMPLICA QUE EL GRADIENTE TERMICO VISTO POR EL NANOMATERIAL ES UNA PEQUEÑA FRACCION DE LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA TOTAL DISPONIBLE. PARA SOLUCIONAR ESO, OTRO OBJETIVO DEL PROYECTO ES INTEGRAR UN INTERCAMBIADOR DE CALOR QUE CONTACTE FISICAMENTE CON LA PLATAFORMA AISLADA TERMICAMENTE, MEJORANDO EL CONTACTO TERMICO CON EL AMBIENTE. COMO EL MATERIAL DE NANOESTRUCTURA ES FRAGIL, ES NECESARIO DISEÑAR Y FABRICAR PIEZAS AUXILIARES MICROFABRICADAS JUNTO CON HERRAMIENTAS DE ALINEACION ADECUADAS PARA EVITAR ROMPER LA CAPA ULTRAFINA. UNA VEZ FABRICADOS LOS DISPOSITIVOS FINALES, PROCEDEREMOS A EMPAQUETARLOS Y EVALUAR SU DESEMPEÑO COMO GENERADORES TERMOELECTRICOS EXPONIENDOLOLOS A DIFERENTES FUENTES DE CALOR Y TEMPERATURAS AMBIENTES. ANOMATERIALES\MODELIZACION DE TRANSPORTE TERMICO\CAPAS FINAS\TERMOELECTRICOS\MICRO-NANOFABRICACION

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