Produrre energia da una goccia di pioggia che cade

Convertire le vibrazioni prodotte dalla pioggia in energia. E’ questa una delle ultime sfide del mondo della ricerca. Alcuni ricercatori in microelettronica di un istituto di ricerca di Grenoble, CEA/Leti-Minatec (Francia), hanno sviluppato recentemente in sistema che riesce a recuparare attraverso una struttura piezoelettrica , fatta di alcuni cristalli in grado di generare carica elettrica se sottoposti a stress meccanico, l’energia meccanica prodotta dalla vibrazione generata da una goccia di pioggia che cade.

Il sistema funziona con gocce di pioggia di diametro variabile tra 1 e 5 mm. Alcune simulazioni hanno dimostrato che dall’impatto di una delle gocce più grandi è possibile recuperare fino a 12 milliwatt. “Il sistema può essere utilizzato come alternativa in quegli ambienti in cui è difficoltoso utilizzare i raggi del sole per produrre energia”, afferma uno dei ricercatori coinvolti nel progetto. Il sistema sarà in grado di alimentare sia apparecchiature all’aperto, sia apparecchi domestici.

Le dinamiche in base alle quali uno goccia di pioggia impatta una superficie non sono ancora del tutto chiare. Nell’impatto la goccia di pioggia genera uno shock anelastico in cui l'energia meccanica totale non si conserva. L’ammotare dell’energia generata nell’urto puù essere misurato con un modello meccanico-elettrico. Per catturare l’energia meccanica generata nella caduta i ricercatori hanno utilizzato il polivinildenfluoruro (PVDF), un polimero parzialmente fluorurato ad elevate prestazioni, caratterizzato da buone caratteristiche di resistenza chimica, in particolare nei confronti di aggressione da parte di acidi forti, con campo di applicabilità termico compreso tra i -40°C/150°C. Questo materiale piezoelettrico è in grado di convertire l’energia meccanica generata nella caduta in energia elettrica. Quando la goccia tocca il PVDF, il polimero comincia a vibrare. Alcuni elettrodi incorporati nel materiale provvedono a recuperare le cariche elettriche generate nella vibrazione.

Il sistema è stato testato con gocce di vario tipo. Quelle più lente nella caduta e più grandi hanno prodotto una quantità di energia elettrica maggiore. “L’energia recuparebile dipende direttamente dalla dimensione della menbrana piezoelettrica utilizzata, dalla grandezza delle gocce e dalla loro frequenza”. In futuro questo sistema potrebbe essere utilizzato per produrre in maniera continuativa elettricità.

(Autore immagine: Flickr energy - Authorization Licensed)

24 / 01 / 2008