I ricercatori della KTH hanno realizzato un efficiente generatore di energia idrovoltaica basato sulla nanoingegneria della parete cellulare della legno
Nuovi progressi per la generazione efficiente di bioelettricità
(Rinnovabili.it) – E se, un giorno, per alimentare la propria abitazione bastasse solo un po ‘ di acqua e legno? Su questo traguardo tecnologico sta lavorando un gruppo di scienziati del KTH Royal Institute of Technology alle prese con la bioelettricità, nome che solitamente identifica tutti quei fenomeni elettrici che avvengono nella materia biologica.
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Alla scoperta dell’effetto idrovoltaico
Per la precisione il team si è focalizzato sull’effetto idrovoltaico, fenomeno che permette di generare energia elettrica rinnovabile attraverso l’interazione tra acqua e materiali nanostrutturati polarizzabili. L’effetto può essere sfruttato impiegando flussi d’acqua, onde, l’evaporazione naturale o l’umidità. Tra i tanti approcci, il più promettente risulta essere quello legato all’evaporazione dell’acqua dal momento che è spontaneo e può offrire una generazione continua di elettricità senza uno specifico stimolo ambientale. Sulla carta, il processo è semplice: facendo passare l’acqua grazie all’evaporazione attraverso mezzi porosi è possibile ottenere una corrente a causa alla presenza di un doppio strato elettrico all’interfaccia solido-liquido.
Il problema? Finora i generatori idrovoltaici “evaporativi” hanno offerto sempre bassa densità di potenza. È qui che si inserisce il lavoro del KTH. Il professor Yuanyuan Li era convinto che con un po’ di nanoingegneria del legno e la regolazione del pH, fosse possibile raccogliere piccole ma promettenti quantità di bioelettricità.
Un nuovo generatore per produrre energia elettrica rinnovabile
Il lavoro del gruppo ha alterato la composizione su scala nanometrica del legno, migliorando le sue proprietà in termini di superficie, porosità (o densità), carica superficiale, velocità con cui l’acqua può passare attraverso il materiale. Tutti fattori che influenzano la produzione di energia elettrica rinnovabile.
“Abbiamo confrontato la struttura porosa del legno normale con il materiale ingegnerizzato. Le nostre misurazioni hanno mostrato una generazione di elettricità 10 volte superiore rispetto al legno naturale“, afferma Li. L’ulteriore regolazione della differenza di pH tra legno e acqua (grazie a un gradiente di concentrazione di ioni) ha permesso al team di raggiungere un potenziale di 1 volt e una potenza in uscita di 1,35 microwatt per centimetro quadrato.
Attualmente, spiega Li, il legno riesce a fornire alta tensione per circa 2-3 ore, prima che le performance inizino a calare. “Il grande vantaggio di questa tecnologia è che il legno può essere facilmente utilizzato per altri scopi una volta esaurito come fonte di energia, come carta trasparente, schiuma a base di legno e diversi biocompositi“. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Advanced Functional Materials (testo in inglese).
