Discussione: Magnetocaloric Effect

Ciao a tutti

Secondo me questi dispositivi sono OVERUNITY.

1 Magnetocaloric inductor for producing electrical energy
Publication info: DE3732312 A1 - 1989-04-13


2 Magnetocaloric monostable and bistable inductors for electrical energy
and refrigeration
Publication info: DE3800098 A1 - 1989-07-13


3 Magnetocaloric push-pull inductor for generating electrical energy and for
refrigeration
Publication info: DE3815500 A1 - 1989-11-16


4 Magnetocaloric, monostable and bistable generator for producing electrical
power and for producing cold
Publication info: EP0308611 A1 - 1989-03-29


5 Magnetocaloric monostable and bistable inductors
for electrical energy and refrigeration
Publication info: US4916907 A - 1990-04-17


Per vedere le patenti: http://ep.espacenet.com/

Saluti. Stefano

Edited by stefanopnc - 22/5/2004, 13:40

Ciao a tutti

Come dimostra questa famiglia di patenti la conversione del calore dalla bassa-temperatura in energia elettrica è possibile, sia su grande scala che su piccola scala ..
Il deficit di energia magnetocalorica risultante nel circuito magnetico è coperto dal calore-ambiente e trasformato in energia elettrica.

Saluti Stefano

Edited by stefanopnc - 22/5/2004, 13:32

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Abstract_of_DE3732312.doc ( Number of downloads: 45 )

Eccomi di nuovo

La conversione di energia Magnetocalorica apre possibilità
fantastiche se consideriamo che si può utilizzare o si può
convertire energia omni-presente, vale a dire, calore
ambientale da aria, acqua e terra.

La conversione del calore da temperature così basse in energia
è possibile, grazie all'aiuto di materiali che espongono
proprietà caloriche e magnetocaloriche straordinarie
in particolari circuiti magnetici.

"INTERRUTTORI MAGNETICI IDEALI"

Nell'invenzione presente è utilizzata la proprietà fisica
di certi materiali, in particolare, materiali metamagnetici
monocristallini che, improvvisamente, ecceduta la loro
soglia critica di intensità di campo, diventano
ferromagneticamente conduttivi, una volta l'intensità di
campo cade leggermente sotto questa soglia critica, questi
materiali tornano improvvisamente al loro stato
antiferromagnetico.


"COME UN TRANSISTOR IN UN CIRCUITO D.C."


L'invenzione presente è basata sul concetto della scoperta
di un interruttore magnetico fisico ed effettivo per il
controllo di un circuito magnetico che, come un transistor
in un circuito d.c., espone grande differenza tra il
controllo e il guadagno di energia.

Questo significa che un grande flusso magnetico statico
può essere controllato con un piccolo flusso magnetico,
impegnando energia elettromagnetica di controllo molto
piccola.

Un accoppiamento induttivo sul circuito magnetico permette
il recupero sotto forma di energia elettrica, il deficit di
energia magnetocalorica risultante nel circuito magnetico
è bilanciato attraverso assorbimento di calore-ambiente.

Sino ad oggi non era stato possibile convertire
direttemente il calore in energia elettrica dalla bassa
temperatura; utilizzando una semplice "conversione
meccanica" è impossibile secondo il 2 teorema della
termodinamica.

Saluti. Stefano

Edited by stefanopnc - 22/5/2004, 13:34

Molto bello !
Quali sono i meteriali metamagnetici ?
Si possono comprare, quanto costano e dove ?

Ciao

Dysprosium alloy o Gadolinium Alloy per il nucleo
mentre i dischi sono una lega di manganese
e oro (Mn-Au2)

Reperimento e prezzi sono ancora una incognita ...
C'è da lavorare ragazzi vuoi provare a darmi una mano ...?

Stefano

Ciao a tutti

DICHIARAZIONE DI OVERUNITY NELLA PATENTE US4916907


(estratto tradotto da google)

La presente invenzione fornisce una possibilità fattibile
di realizzazione della conversione a bassa temperatura
poiché i campi ed i FLUSSI ELETTROMAGNETICI MOLTO LEGGERI
di controllo sono sufficienti per i processi
fisico-magnetici di commutazione nella gamma di conversione
dell'intensità di campo critica della soglia per commutare
in funzione e a riposo, i campi magnetici molto più grandi
e flussi di un circuito magnetico, tramite cui, confrontato
all'uscita di controllo, UN'USCITA ELETTRICA MOLTO più
GRANDE è INDOTTA NELLE BOBINE DI INDUZIONE delle sezioni
magnetiche metamagnetically staccate di nucleo del
circuito, che ha un effetto di raffreddamento
magnetocaloric sul metamagneticum.


(estratto originale)

The present invention provides a feasible possibility of
realizing low-temperature conversion since very slight
electromagnetic control fields and flows are sufficient for
the physico-magnetic switching processes in the conversion
range of the critical threshold field intensity in order to
switch on and off, the much greater magnetic fields and
flows of a magnetic circuit, through which, compared to the
control output, a much greater electrical output is induced
in the induction coils of the metamagnetically disconnected
magnetic circuit core sections, which has a magnetocaloric
cooling effect on the metamagneticum.

Eccomi di nuovo


Una nuova fisica per questi materiali

[ Q5.04 ] Grande effetto Magnetocalorico dai Nanocompositi magnetici.
Robert D. Shull (guida del gruppo, gruppo magnetico dei materiali, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899)

Sulla rimozione di un campo magnetico da un materiale, la riduzione risultante dell'allineamento magnetico di rotazione rappresenta un aumento nell'entropia di rotazione del materiale (delta S). Se la riduzione del campo è realizzata in modo adiabatico che il cambiamento totale di entropia sia zero, l'entropia aumentata di rotazione è compensata tramite una diminuzione uguale nell'entropia del reticolo, come riflesso, tramite una diminuzione nella temperatura del materiale. Questo delta T è denominato effetto magnetocalorico ed è una proprietà del materiale e della relativa condizione magnetica. L'effetto magnetocalorico, da cui la tecnologia della refrigerazione magnetica dipende, può essere aumentato in determinati regimi di temperatura e del campo con precisione dividendo e raggruppando una specie ferromagnetica in una matrice non magnetica o debolmente magnetica (Patented: Gennaio, 1995), come in un nanocomposito magnetico. un nuovo nanocomposite magnetico, (Gd)3(Ga)5-x(Fe)x(O)12 (GGIG), che è superparamagnetic e possiede gli effetti magnetocaloric 3-4 volte più grandi di quelle del refrigerante paramagnetico a bassa temperatura attualmente preferito, granato del gallio di gadolinium (GGG). Questo nuovo materiale possiede il potenziale per sia l'aumento della temperatura di funzionamento dei frigoriferi magnetici che l'abbassamento dei campi magnetici richiesti per il loro funzionamento. I frigoriferi magnetici hanno potuto allora essere ridotti sostanzialmente nel formato, hanno reso molto più efficiente e permettono il raffreddamento alle temperature molto più alte.

Ciao a tutti

Un estratto interessante dalle patenti sopra citate.

Saluti Stefano

Edited by stefanopnc - 23/5/2004, 22:05

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Magnetocaloric.zip ( Number of downloads: 34 )

Ciao a tutti

Alcune informazioni trovate in rete:

Che cos'è l'effetto magnetocalorico e quali sono i
materiali che esibiscono di più questo effetto?

Alcuni materiali magnetici riscaldano quando sono disposti
in un campo magnetico e si raffreddano quando sono rimossi
da un campo magnetico. Ciò è conosciuto come l'effetto
magnetocalorico.

Questo effetto è stato scoperto da E. Warburg in 1881 nel
ferro puro. L'entità dell'effetto é stato intorno a 0.5-
2°C per un Tesla di campo magnetico. Un Tesla è circa
20.000 volte il campo magnetico della terra.

Recentemente, la lega ("economica") di
gadolinio-germanio-silicone, ha prodotto un effetto molto
più grande, da 3 a 4°C per un Tesla. L'equazione generale
per questo materiale è; Gd_5(Si_xGe_1-x)_4, dove x=0.5.

Gadolinium: Materiale ferromagnetico che ha due proprietà
molto importanti.....
Rispetto a tutti materiali ferromagnetici, esso esibisce
l'effetto magnetocalorico più forte.
La temperatura di curie è circa la temperatura ambiente
[20deg C/68deg F]. Il costo arriva a $500 per chilogrammo.

Un'altra lega "economica" di alluminio-erbium-dysprosium,
costa circa $125.

Saluti. Stefano

Ciao a tutti

Informazioni trovate in rete.



MAGNETOSTRIZIONE

Perchè il trasformatore ronza? vibra?

Potete notare il ronzio di un trasformatore o un reattore
per tubi fluorescenti. Per l'EUROPA la frequenza di quel
ronzio sarà a 100 hertz poiché il nucleo del trasformatore
risponde meccanicamente al campo magnetico circolante.

L'effetto è denominato MAGNETOSTRIZIONE ed'è una proprietà
dei materiali ferromagnetici che subiscono un piccolo
cambiamento meccanico quando i campi magnetici sono
applicati, espandendosi o contraendosi un po'nelle loro
dimensioni fisiche. Questo effetto in primo luogo è stato
identificato in 1842 da James Joule osservando un campione
di nichel.

Per i campi magnetici a 50 hertz applicati in dispositivi
elettrici di CA quali i trasformatori, il cambiamento
massimo delle dimensioni fisiche, accade due volte per
ciclo, producendo il familiare ed a volte fastidioso ronzio
a 100 hertz.

Questa proprietà, permette ai materiali magnetostrittivi di
convertire l'energia magnetica in energia meccanica e per
contro, è usata per la costruzione sia di attuatori che dei
rivelatori. È misurata spesso dal coefficente
magnetostrittivo, L, che è il cambiamento frazionario di
lunghezza poichè la magnetizzazione del materiale aumenta
da zero al valore di saturazione.

L'effetto reciproco: il cambiamento della magnetizzazione
di un materiale una volta sottoposto ad uno sforzo
meccanico, è denominato l'effetto di Villari.
Altri due effetti sono collegati con la magnetostrizione:
l'effetto di Matteuci è la creazione di un campo magnetico
elicoidale da un materiale magnetostrittivo una volta
sottoposto ad una coppia di torsione e l'effetto di
Wiedemann che è il torcimento di questi materiali quando
sono sottoposti a un campo magnetico elicoidale.
La magnetostrizione ha, inoltre, effetti importanti
sulla permeabilità del materiale ferromagnetico.

Edited by stefanopnc - 6/6/2004, 15:41

Per tutti

Un pizzico di ferro, e tutto diventa più freddo

http://www.cittadellascienza.it/news_dal_m...6&sw=1&id_cat=5

Una manciata di ferro sembra essere in grado di migliorare sensibilmente le performance di un materiale esotico in grado di "lavorare" come refrigerante magnetico.
Lo rivela su Nature una ricerca condotta da un gruppo di ricercatori del NIST di Gaithersburg (Stati Uniti) guidati da Virgil Provenzano.
I sistemi di refrigerazione convenzionale sfruttano la possibilità di alcune sostanze di estrarre calore dal sistema cambiando il loro stato fisico - da liquido a vapore, per esempio.
Nel caso della cosiddetta "refrigerazione magnetica", invece, si sfrutta l'effetto magnetocalorico, cioè il cambiamento di temperatura di un materiale come risultato dell'allineamento dei suoi spin magnetici quando avviene una esposizione di questo materiale ad un campo magnetico esterno.
E' facile immaginare come una tecnologia che sfrutti questo effetto possa rivelarsi molto più compatibile dal punto di vista ambientale di una refrigerazione convenzionale, che implica ovviamente un uso più massiccio di energia elettrica.
Già nel 1997 è stato osservato gigantesco effetto magnetocalorico nel composto siliciuro gadolinio germanio(Gd5Ge2Si2) nella transizione tra le temperature di 270 e 300 gradi Kelvin (cioè tra 3 e 27 gradi Celsius). Questo effetto dimostrò il potenziale di questo composto come un refrigerante magnetico in grado di funzionare a temperature vicine a quelle ambientali.
Eppure questo composto ha rivelato dei "buchi" nell'allineamento degli spin magnetici lo rendono meno efficiente di quanto ci si potrebbe aspettare (e soprattutto sperare).
Ora, la ricerca pubblicata dal gruppo di Virgil Provenzano su Nature ha dimostrato che si può porre rimedio a questo "difetto". E che è possibile farlo in modo semplice e poco dispendioso. Basta infatti aggiungere una piccola quantità di ferro per ridurre di quasi il 90 per cento le imperfezioni del composto e aumentarne così le performance come refrigeratore magnetico a temperatura ambiente.
Come dire: il candidato ideale a sostituire le complesse macchine a dilatazione di gas che raffreddano oggi i nostri frigoriferi.

Salve, ma non ci sono più novità a riguardo? Qualcuno ha provato a sperimentare la cosa ? è fattibile dal punto di vista "casalingo?"