L’energia termica è una delle risorse energetiche più diffuse e circa il 70% di tutta l'energia prodotta dall'umanità viene smaltita come calore sotto forma di scarto. Lo sviluppo di nuove tecnologie per catturare e convertire l'energia termica è essenziale per promuovere la transizione verso una economia circolare e sostenibile, efficiente sotto il profilo delle risorse, e per progettare nuove soluzioni per la generazione di energia su piccola scala per consentire il funzionamento autosufficiente di impianti miniaturizzati, dispositivi e sensori intelligenti. I generatori termomagnetici (TMG) sono sistemi di conversione dell'energia innovativi ed ecologici che offrono la possibilità di affrontare questa sfida. Nell'ultimo decennio sono stati realizzati prototipi TMG proof-of-concept, dimostrando le prospettive di questa tecnologia. Tuttavia, per esprimere il suo potenziale ed essere diffuso su larga scala, questa innovazione tecnologica richiede ancora la ricerca di materiali termomagnetici (TM) performanti, sostenibili, riciclabili ed economici e la loro efficiente implementazione nei dispositivi. Il progetto “Small-scale Thermomagnetic Energy Harvesters: from materials to devices” (STEve) mira a potenziare la ricerca sulle tecnologie TMG, sviluppando materiali miniaturizzati avanzati, che possono essere sfruttati in modo efficiente come elementi attivi in oscillatori termomagnetici innovativi (TMO). per la raccolta di calore di bassa qualità (da fonti comprese nell’intervallo di temperature 20°-80°C) e la produzione di energia elettrica su piccola scala. Il progetto è caratterizzato da una prospettiva multidisciplinare (fisica, scienza dei materiali e ingegneria) e multi-livello che guarda sia all'ottimizzazione delle proprietà fisiche dei materiali TM sia alla definizione di percorsi per la loro miniaturizzazione in elementi attivi sottili con elevata TM , prestazioni termiche e meccaniche per incrementare la frequenza dei cicli termodinamici. Verranno studiate due classi di leghe intermetalliche prive di terre rare (leghe Heusler e leghe ad alta entropia) basate su metalli 3D non critici, facilmente accessibili, stabili e facilmente riciclabili come Fe, Ni e Mn.La sintesi, basata sulla fusione ad arco e sulla sinterizzazione assistita da microonde, ssarà ottimizzata per migliorare le proprietà funzionali dei materiali. Verranno utilizzati due approcci per preparare elementi attivi sottili con elevata diffusività termica e stabilità meccanica: sintesi di TM ribbon mediante filatura a fusione e preparazione di compositi funzionali basati su polveri di materiali TM. La sintesi e l'ingegnerizzazione dei materiali saranno supportate da diverse tecniche di caratterizzazione (strutturali, morfologiche, magnetiche, termodinamiche e meccaniche), per valutare le proprietà fisiche e funzionali dei materiali così preparati e modellati. Verrà sviluppato un prototipo su piccola scala di TMO da valutare direttamente in fase operativa condiziona le prestazioni e la resistenza dei materiali TM.