I materiali termoelettrici consentono la conversione diretta del calore in elettricità senza parti in movimento - una caratteristica che rende i generatori termoelettrici estremamente affidabili e, al contempo, ne consente la miniaturizzazione, particolarmente utile per alimentare dispositivi che richiedono basse potenze elettriche. In questa direzione, una collaborazione tra l'Università di Pisa, guidata dal prof. Giovanni Pennelli e dalle dr.sse Elisabetta Dimaggio e Shaimaa Elyamny, e il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università di Milano-Bicocca (dr. Stefano Magagna e prof. Dario Narducci), ha consentito di realizzare un generatore termoelettrico basato su nanofili di silicio ottenuti con tecniche chimiche a basso costo. Il lavoro, pubblicato su Nano Letters (“High power thermoelectric generator based on vertical silicon nanowires”, DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00227) dimostra la possibilità di generare potenze elettriche nell'ordine delle centinaia di microwatt/cm2 su differenze di temperatura di meno di 20 °C.
Mentre è ormai ben noto come le nanostrutture di silicio siano capaci di efficienze di conversione confrontabili con i materiali termoelettrici convenzionali, le potenze ottenibili sono sempre risultate marginali a causa delle basse densità di nanofili ottenibili. Il risultato ottenuto è particolarmente significativo dato che dimostra come l'impiego di tecniche di nanostrutturazione che non richiedono lavorazioni litografiche consenta di generare potenze elettriche significative con costi di capitale (euro/watt) competitivi.
La generazione di potenze elettriche dell'ordine del milliwatt è di notevole importanza in contesti che spaziano dal biomedicale all'Internet of Things.