Alla ricerca di una fonte di energia veramente autosostenibile, gli scienziati dell’EPFL hanno esplorato l’effetto idrovoltaico, che produce elettricità attraverso l’evaporazione dell’acqua. Attraverso un’attenta progettazione di un nanogeneratore a base di silicio, i ricercatori sono stati in grado di raccogliere energia dall’evaporazione naturale dell’acqua di mare per generare energia elettrica. A differenza delle risorse rinnovabili esistenti, questa innovazione può produrre continuamente elettricità attraverso un’interfaccia liquido-gas. Utilizzando una disposizione di nanopilastri di silicio calibrati sia per il movimento degli ioni che per i meccanismi di carica superficiale, è stata generata una produzione di energia cinque volte maggiore. Questo progresso tecnologico rappresenta una nuova strada nella raccolta modulare dell’energia, che potrebbe presto fornire energia ai dispositivi IoT e alla tecnologia indossabile.
Nanogeneratore che produce elettricità continua dall’evaporazione
Alla base di questo sviluppo c’è l’effetto idrovoltaico, il fenomeno che si produce quando un liquido scorre su nanostrutture cariche, producendo energia. Secondo la rivista pubblicata in Comunicazioni sulla naturail crew del Laboratorio di nanoscienze per le tecnologie energetiche (LNET) ha trovato un modo per gestire il flusso di ioni in un processo evaporativo introducendo un semiconduttore di silicio accoppiato a una serie di nanopilastri a struttura esagonale. Grazie al design a tre strati che disaccoppia evaporazione, trasporto di ioni e raccolta di carica, gli autori hanno trovato un modo per creare energia utilizzabile facendo passare l’acqua di mare attraverso le nanostrutture. Sembra che il calore e la luce inducano effetti di carica superficiale, il calore e la luce migliorano la densità di carica superficiale del semiconduttore e quindi ne aumentano significativamente l’efficienza.
Sensori senza batteria per l’oceano aperto
L’unica barriera che affligge qualsiasi dispositivo che funziona nell’oceano è la salsedine dell’acqua e la natura corrosiva che ne consegue. Per rendere questi dispositivi più pratici e in grado di funzionare in un ambiente marino per un periodo di tempo considerevole, il crew dell’EPFL ha posizionato uno strato protettivo di ossido sui nanopilastri di silicio che aiuterà a fermare le reazioni chimiche indesiderate tra i componenti elettronici e l’acqua salata di mare, che deterioreranno i tipici dispositivi elettronici. La durabilità sarà importante quando esamineremo le reti di sensori a basso consumo e senza batteria sul campo.
Come l’energia idrovoltaica potrebbe cambiare la connettività
Questa tecnologia potrebbe andare ben oltre la semplice dimostrazione di laboratorio. Poiché questo dispositivo può generare un campo elettrico utilizzabile purché vi sia evaporazione e non necessita di una fonte di alimentazione esterna, facendo affidamento esclusivamente sul calore e sulla luce ambientale, questo sistema sembra perfetto per l’IoT, come osservato nella rivista pubblicata su Nature Communications. Le reti di sensori a basso consumo e senza batteria, così come la tecnologia indossabile potenzialmente futuristica, non saranno più legate alle batterie convenzionali.
