Catturare l’energia delle onde con l’aiuto dell’effetto triboelettrico

Alcuni ricercatori stanno studiando come sfruttare le onde del mare per produrre energia attraverso l'uso di uno speciale serbatoio in plastica nano modellata

(Rinnovabili.it) – Dimenticate grandi serpentoni galleggianti, pistoni idraulici o generatori a colonna d’acqua oscillante, la nuova promessa della ricerca energetica del moto ondoso rompe tutti gli schemi del passato, rivolgendo lo sguardo ad un differente campo della fisica. Al Georgia Institute of Technology di Atlanta si sta studiando come catturare l’energia delle onde sfruttando l’effetto triboelettrico, fenomeno di trasferimento di cariche elettriche che si manifesta quando materiali diversi vengono strofinati tra di loro. A differenza del nome, per alcuni forse poco conosciuto, l’effetto a livello macroscopico è parte dell’esperienza comune: basti pensare alle piccole scariche elettriche che si creano dopo aver camminato su un tappeto sintetico con delle scarpe in gomma o sfilandosi maglioni di lana su altri capi sintetici.

Sfruttando questo fenomeno Zhong Lin Wang e il suo team avevano già sviluppato un generatore triboelettrico basato su due solidi in grado di produrre energia sufficiente per caricare una batteria di cellulare; trasportare questo concetto nel campo del moto ondoso è stato un passaggio quasi automatico. L’effetto triboelettrico infatti non è limitato a solidi, ma può verificarsi anche con liquidi. L’unico requisito è che i livelli di energia elettronica delle due sostanze siano abbastanza vicini tra di loro. E in questo caso – spiegano i ricercatori – “l’acqua ha bisogno solo del partner giusto”.

I ricercatori hanno realizzato un generatore triboelettrico prototipale  realizzando un serbatoio completamente isolato e inserendo nel fondo e nel coperchio degli elettrodi in rame. Inoltre l’interno del coperchio è rivestito con uno speciale polimero inorganico nano strutturato: piccole piramidi realizzate in polidimetilsilossano (PDMS). Quando il serbatoio è riempito con acqua deionizzata lo strato di PDMS si carica negativamente mentre uno strato carico positivamente forma sulla superficie dell’acqua. Quando il tappo si solleva, il particolare design permette di mantenere le cariche producendo una differenza di potenziale. Sollevando e abbassando di continuo il coperchio, mentre gli elettrodi sono collegati ad un collegati a un condensatore e a un raddrizzatore, produce una corrente continua che può essere utilizzata per illuminare una matrice di 60 led. Nel test con acqua salata, il generatore ha prodotto un quantitativo di energia elettrica minore ma ha comunque dato i risultati sperati.