Dispositivi IoT auto-alimentati con le nuove celle solari organiche da interni
L’Internet of Things (IoT) si riferisce a una rete di dispositivi, sensori o applicazioni connessi tramite internet e, entro il 2025, si stima che la nostra vita quotidiana sarà caratterizzata da circa 75 miliardi oggetti di questo tipo. Un’ampia installazione di dispositivi IoT richiede che essi diventino autonomi, il che significa non avere più bisogno di batterie o fili per il collegamento alla corrente elettrica. Per raggiungere questo obiettivo, però, è fondamentale identificare una fonte di energia locale a bassa manutenzione, in grado di fornire energia ai dispositivi IoT.
In un nuovo articolo pubblicato su Chemical Science, i ricercatori dell’Università di Uppsala hanno presentato un tipo di celle solari organiche in grado di trasformare in energia la luce delle lampade da interno. Per raggiungere questo obiettivo, il gruppo di ricerca ha sviluppato delle celle fotovoltaiche che possono convertire fino al 34% della luce, al fine di alimentare un’ampia gamma di dispotivi IoT. Le celle sono costituite da un elettrolita complesso di rame, che le rende ideali per la raccolta di luce da lampade fluorescenti e LED. Gli ultimi risultati stabiliscono che queste celle potrebbero superare in efficienza quelle convenzionali di silicio.
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Le celle solari organiche da interni potrebbero quindi rivoluzionare il rilevamento digitale indoor per molti oggetti di uso quotidiano. Secondo la ricercatrice Marina Freitag, a fare la differenza è stata l’analisi svolta sugli spettri delle fonti di luce da interni, che ha consentito di “mettere a punto coloranti speciali per assorbire la luce. Mentre generano grandi quantità di energia, queste celle solari organiche per interni mantengono anche un’alta tensione in condizioni di scarsa illuminazione, che è importante per alimentare i dispositivi IoT”, sottolinea Freitag.
In collaborazione con l’Università tecnica di Monaco, i ricercatori hanno anche progettato un sistema adattivo di gestione dell’alimentazione per dispositivi IoT a energia solare. Contrariamente alle batterie, i dispositivi azionati dalla luce si alimentano in modo intelligente a seconda della quantità di luce disponibile. Questo vuol dire che i carichi di lavoro computazionali vengono eseguiti in base al livello di illuminazione, riducendo al minimo le perdite di energia durante lo stoccaggio e, quindi, utilizzando tutta l’energia della luce al massimo della sua disponibilità. Combinando l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatizzato, il sistema a celle solari organiche può ridurre il consumo di energia, lo spreco della batteria e contribuire a migliorare le condizioni di vita generali.
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In futuro, gli scienziati prevedono che miliardi di dispositivi IoT auto-alimentati da celle solari organiche per interni riusciranno a fornire dati che vanno dalle informazioni ambientali, alle comunicazioni uomo-macchina e macchina-macchina. “Le nuove celle fotovoltaiche aprono la strada a una nuova generazione di dispositivi IoT autoalimentati. La combinazione di alta efficienza e basso costo, insieme all’uso di materiali non tossici per il fotovoltaico da interni, è di fondamentale importanza per la sostenibilità dell’IoT“, afferma Freitag.