L’elettricità fatta di aria: una nuova stimolante fonte di energia verde
Il progetto HUNTER sta realizzando un dispositivo di potenza rivoluzionario in grado di trasformare l’umidità atmosferica in carica elettrica, una forma di elettricità statica conosciuta con il nome di igroelettricità. «Ciò contribuirà a infoltire la gamma delle fonti di energia rinnovabile note, tra cui l’energia solare, eolica e del moto ondoso, con l’applicazione di una nuova fonte di umidità atmosferica», afferma Andriy Lyubchyk, coordinatore del progetto. Il consorzio multidisciplinare ha esaminato sia le questioni tecnologiche (quali la fabbricazione di dispositivi nanoelettronici) che questioni fondamentali (quali i meccanismi di trasporto della carica). I ricercatori hanno preso spunto dai recenti progressi nella nanotecnologia e nella scienza dei materiali per catturare l’elettricità dall’aria utilizzando dispositivi innovativi che convertono «l’umidità in elettricità». «Il dispositivo raccoglierà elettricità e fornirà una corrente in un modo simile a quello utilizzato dalle celle solari per catturare la luce solare e generare energia elettrica», spiega Lyubchyk. I partner del progetto dispongono di una notevole esperienza di ricerca nella fabbricazione di materiali nanostrutturati e nella caratterizzazione ottica, elettrica e strutturale di sistemi di dimensioni ridotte. Il gruppo ha creato e collaudato un dispositivo che impiega la tecnologia di conversione dell’umidità in elettricità basata su nanomateriali conforme ai livelli 3-4 di maturità tecnologica.
Sviluppo di nuove tecnologie
Secondo Lyubchyk, per lo sviluppo dei convertitori di umidità in elettricità efficienti dal punto di vista energetico sono entrati in gioco notevoli progressi tecnologici. «Ciò ha anche riguardato la creazione di nanotecnologie, metodi e strumenti unici per la realizzazione e l’analisi di dispositivi nanoelettronici all’interno di ambienti a umidità controllata», osserva. Nel corso dell’attuazione del progetto sono state persino sviluppate nuove tecnologie. «Ad esempio, è stata creata, collaudata e ottimizzata l’unità di dosaggio dell’umidificazione “EUREKA1” da utilizzare nella caratterizzazione elettrica o morfologica e dell’assorbimento dell’umidità, risultata talmente precisa da misurare un centesimo del valore di umidità relativa», evidenzia Lyubchyk. La riuscita realizzazione del progetto è garantita grazie a una rete coordinata di condivisione delle conoscenze nel campo delle scienze dei materiali, della fisica e della chimica. Ciò è rafforzato da una comprensione all’avanguardia della nanoelettronica e dall’applicazione di approcci ascendenti di nanoingegneria tramite la collaborazione internazionale e intersettoriale di esperti provenienti da Bielorussia, Finlandia, Francia, Portogallo, Ucraina e Stati Uniti.
Applicazioni multiple
I risultati del progetto sono sfociati nello sviluppo di una nuova generazione di materiali funzionali e, di conseguenza, nella creazione di dispositivi nanoelettronici avanzati. «Riteniamo che i principi sviluppati partendo dal dispositivo di conversione HUNTER amplieranno la comprensione scientifica per quanto riguarda nanomateriali e nanoelettronica», commenta Lyubchyk. Inoltre, l’iniziativa fornisce un punto di vista del tutto nuovo sulle soluzioni nanotecnologiche presenti nelle energie rinnovabili: il sistema HUNTER è incorporato nei pannelli di celle solari esistenti per funzionare durante la notte nonché all’interno dei materiali da costruzione. In aggiunta, questo sistema ha applicazioni potenziali in diversi ambiti, da quello medico per l’alimentazione di materiali fotoattivi nel trattamento dei tumori, all’ingegneria chimica per catalizzatori elettrocinetici controllati dal campo elettrico privi di metalli preziosi fino all’industria automobilistica per sensori di ossigeno a film sottile a bassa temperatura. Tuttavia, il campo di applicazione più promettente per la tecnologia HUNTER sembra essere quello dei dispositivi di commutazione che in genere assorbono energia dalle fonti di energia tradizionali. «Lo sviluppo di questa tecnologia ha già unito e continua a unire gruppi scientifici provenienti da diversi settori, nonché aziende private, per raggiungere un grande obiettivo: migliorare la vita delle persone», conclude Lyubchyk.
Parole chiave
HUNTER, energia rinnovabile, umidità atmosferica, igroelettricità, nanomateriali, nanoelettronica, convertitore di umidità in elettricità, dispositivo di conversione
