Un nuovo dispositivo per produrre energia blu dalle onde
(Rinnovabili.it) – Negli ultimi anni il mondo accademico ha progressivamente aumentato l’interesse e l’impegno verso i nanogeneratori triboelettrici (TENG) per la raccolta di energia dall’ambiente circostante. Gli ultimi progressi in questi campo arrivano da un gruppo di fisici cinesi creatori di un nuovo TENG per produrre energia blu dal moto ondoso. Grazie ad un design completamente rinnovato il team ha aumentato la conversione dell’energia meccanica in corrente elettrica da parte del dispositivo di ben 2,4 volte, rispetto ai risultati raggiunti in passato. Ma per comprenderne la portata innovativa è opportuno compiere qualche passo indietro.
Cosa sono i nanogeneratori triboelettrici?
I nanogeneratori triboelettrici sono dispositivi in grado di sfruttare il fenomeno di trasferimento di cariche elettriche che si manifesta quando materiali diversi – di cui almeno uno isolante – vengono strofinati tra di loro. Questo effetto si verifica non solo con l’interazione di materiali solidi, ma anche con quella di un solido e un liquido. In quest’ultimo caso la ricerca mondiale ha scoperto che grazie ad una più efficiente interfaccia liquido-solido è possibile ottenere un’area di contatto più ampia. E di conseguenza anche una densità di potenza di uscita maggiore rispetto all’interfaccia solido-solido.
È così che negli anni sono nati diversi TENG liquido-solido per la produzione di energia dalle onde marine, dalla pioggia, dai sistemi microfluidi ecc. Tuttavia, le prestazioni finali, in termini di output, rimangono contenute.
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Il TENG liquido-liquido a tubi
Il team di fisici della Central South University, in Cina, ha usato come base il nanogeneratore triboelettrico liquido-solido a tubi. Di cosa si tratta? Di dispositivo per produrre energia blu che converte l’energia meccanica in elettricità mentre l’acqua scorre avanti e indietro in un cilindro. Come spiegato dagli scienziati su ACS Energy Letters il loro lavoro ha modificato il design “classico” riposizionando l’elettrodo dal centro di un tubo oscillante all’estremità (dove l’acqua impatta con maggiore forza). Questo intervento ha permesso di aumentare drasticamente la quantità di energia delle onde sfruttabile.
Per il nuovo design, hanno inserito un elettrodo in lamina di rame a un’estremità di un tubo in plastica trasparente da 40 cm e quindi hanno riempito quest’ultimo con acqua per un quarto sigillando le estremità. Un filo collegava gli elettrodi a un circuito esterno. Rispetto al design convenzionale, i ricercatori hanno scoperto che il nuovo TENG ha aumentato la conversione energetica di 2,4 volte.