Tutti i nostri movimenti producono al momento solo energia cinetica, ma in futuro potremo riuscire a trasformare questa energia in elettricità. Lo dimostra l’ultimo prodigio sviluppato dai ricercatori dell’Istituto di Tecnologia Avanzata (Advanced Technology Institute, ATI) dell’Università di Surrey: un nanogeneratore flessibile che potrebbe presto trasformare anche solo la corsa mattutina in una fonte di energia per i nostri dispositivi indossabili.
Dall’Inghilterra arriva il nanogeneratore flessibile
Dotato di una densità di potenza 140 volte superiore a quella dei nanogeneratori tradizionali, il nanogeneratore triboelettrico (TENG) sviluppato dall’Università di Surrey potrebbe aprire le porte a una nuova generazione di nanogeneratori efficienti e addirittura “sostitutivi” rispetto ad altre tecnologie energetiche come ad esempio i pannelli solari.
Ma cos’è un nanogeneratore? Si tratta di un dispositivo in grado di trasformare piccole quantità di energia meccanica, come il semplice movimento, in una quantità significativamente maggiore di energia elettrica, un po’ come fa un amplificatore quando aumenta il suono in un sistema elettronico.
Nel nostro caso, il nanogeneratore della Surrey non si limiterebbe al solo movimento fisico: racconta il dottor Md Delowar Hussain, autore principale dello studio, il dispositivo può raccogliere energia anche dalle vibrazioni meccaniche, come il movimento delle onde o anche solo l’apertura di una porta.
Particolarità del nanogeneratore flessibile della Surrey è il fatto che, se in generale un nanogeneratore tradizionale può produrre 10 milliwatt di energia, questi potrebbe aumentare la sua produzione a oltre 1.000 milliwatt grazie al suo funzionamento a “staffetta”: invece di avere un singolo elettrodo che trasferisce energia da solo, ogni “corridore” (ovvero l’elettrodo) raccoglie e amplifica l’energia prima di passarla al prossimo, migliorando così l’efficienza totale attraverso un effetto chiamato “rigenerazione della carica” (charge regeneration effect).
Questo funzionamento è reso possibile grazie ai suoi 34 piccoli raccoglitori di energia, inseriti tramite una tecnica laser che può essere applicata su larga scala per incrementare ulteriormente l’efficienza.
Le possibili applicazioni di questa tecnologia
Secondo il professor Ravi Silva, coautore dello studio e Direttore dell’Istituto di Tecnologia Avanzata, con l’espansione tecnologica, si prevede che nei prossimi anni saranno necessari oltre 50 miliardi di dispositivi IoT, tutti altamente energivori. Soluzioni energetiche locali e sostenibili sono dunque fondamentali per coprire la domanda di dispositivi, e questa tecnologia potrebbe rappresentare una comoda soluzione wireless per sfruttare l’energia dei movimenti meccanici e alimentare piccoli dispositivi.
Infatti non sarebbe così assurdo vedere in futuro questa tipologia di nanogeneratori essere impiegata in sistemi smart basati su IoT per operazioni wireless autonome, oppure per attività come il monitoraggio della sicurezza o dei sistemi domotici.
Per saperne di più su questo studio, vi consigliamo la lettura integrale del paper pubblicato su Nano Energy.
Md Delowar Hussain e al, Exploring charge regeneration effect in interdigitated array electrodes-based TENGs for a more than 100-fold enhanced power density, Nano Energy (2024). DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.110112
