Piccoli generatori di elettricità statica potrebbero produrre energia dalle onde

Un modo intelligente di mettere insieme tanti nanogeneratori che sfruttano l’elettricità statica per generare corrente potrebbe aprire la strada a un nuovo tipo di energia del moto ondoso

Di Michael Le Page

16 settembre 2022

L’energia delle onde è un’enorme potenziale fonte pulita di elettricità

Immagini Cavan/Alamy

L’energia delle onde potrebbe essere sul punto di ricevere una spinta da minuscoli generatori che si basano su un fenomeno chiamato effetto triboelettrico. Un team in Cina ha svelato un progetto che raddoppia il record precedente di questa tecnologia in termini di energia generata per unità di volume.

A differenza dell’energia eolica e solare, i costi elevati impediscono ancora all’energia delle onde di decollare su larga scala. I sistemi esistenti generano energia quando il movimento delle onde guida l’induzione elettromagnetica, che coinvolge i magneti che si muovono attraverso le bobine, ma questi sono pesanti, costosi e inefficienti, afferma Joao Ventura dell’Università di Porto in Portogallo.

Un’alternativa è creare sistemi di energia del moto ondoso che catturino l’energia sfruttando l’accumulo di elettricità statica quando materiali diversi si sfregano insieme, come un palloncino contro i capelli. Questo fenomeno è noto come effetto triboelettrico e la scarica della carica statica accumulata può generare una corrente. I dispositivi per sfruttare questo effetto sono noti come "nanogeneratori".

Annuncio

Molti team stanno sviluppando sistemi triboelettrici per applicazioni su piccola scala come l’alimentazione di pacemaker o la generazione di elettricità dal movimento di calzini o zaini, ma finora nessun dispositivo contenente i nanogeneratori è stato messo in vendita.

Poiché la corrente generata da ciascun nanogeneratore è bassa, per l'energia del moto ondoso l'idea è quella di collegare insieme migliaia di nanogeneratori triboelettrici in lunghe catene collegate da connettori flessibili. Attualmente, molti progetti di energia del moto ondoso proposti che utilizzano l’effetto triboelettrico consistono in sfere che rotolano all’interno di ciascun nanogeneratore.

Ora, un team guidato da Zhong Lin Wang presso l’Istituto di Nanoenergia e Nanosistemi di Pechino in Cina, che ha creato il primo nanogeneratore triboelettrico funzionante nel 2012, ha creato un design diverso per l’energia del moto ondoso, costituito da una bobina sinuosa simile a una molla all’interno di un cilindro . Mentre il cilindro oscilla avanti e indietro formando onde, diverse parti della spirale si toccano e si separano, generando una corrente.

Nei test di laboratorio, questo dispositivo ha prodotto fino a 347 watt di potenza per metro cubo, il doppio del massimo ottenuto in precedenza e fino a 30 volte di più rispetto ad altri progetti triboelettrici.

Per saperne di più:

Possiamo sconfiggere il cambiamento climatico attraverso la geoingegneria degli oceani?

"Il gruppo ha ottenuto un risultato significativo nello sviluppo di una nuova struttura triboelettrica che fornisce un'elevata densità di potenza", afferma Ventura.

Con i nanogeneratori triboelettrici, la struttura utilizzata per generare energia è solitamente molto più grande del sottile strato dei triboelettrici, dice. "Se riesci a imballare di più nello stesso spazio, ottieni grandi vantaggi."

Il lavoro supera alcuni dei principali ostacoli che impediscono lo spiegamento di nanogeneratori triboelettrici per la raccolta dell’energia del moto ondoso, afferma Ventura.

Ma il pioniere dell’energia del moto ondoso Stephen Salter dell’Università di Edimburgo, nel Regno Unito, non è convinto che i nanogeneratori triboelettrici possano superare i progetti convenzionali di energia del moto ondoso. Inoltre, poiché il processo comporta attriti, l'usura sarà un problema, afferma Salter, e il team non dice come affronterà questo problema.

One Earth DOI: 10.1016/j.oneear.2022.08.013

Temi:

Annuncio