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Il nastro fotovoltaico-piezoelettrico che funziona anche con la pioggia

Nastro ibrido piezoelettrico

Nastro ibrido piezoelettrico

Riuscire a mitigare l’effetto negativo dell’intermittenza degli agenti atmosferici è da sempre considerato uno dei principali obiettivi degli sviluppatori di sistemi per la produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile. È per questo motivo che l’interesse della comunità scientifica internazionale è sempre più rivolto allo sviluppo di soluzioni ibride, in grado di sfruttare due o più risorse rinnovabili come vento, sole e pioggia.

All’Institute for Materials Research and Innovation (IMRI) dell’Università britannica di Bolton è stato inventato un sistema ibrido in grado di catturare l’energia da tutti e tre gli elementi atmosferici. Si tratta in pratica di un nastro fotovoltaico ibrido, della lunghezza di 20 centimetri, capace di generare energia elettrica sfruttando l’effetto piezoelettrico. Il nastro è composto da diversi elementi sovrapposti: il rivestimento polimerico del dispositivo, in fluoruro di polivinilidene (PVDE), quando è stimolato dal vento o dalle gocce di pioggia trasmette il movimento ai materiali ceramici piezoelettrici sottostanti che portano alla generazione di elettricità. Lo stesso nastro è poi ricoperto con un pellicola fotovoltaica ultra sottile e flessibile (le innovative celle solari organiche P3HT – PCBM) ed è completato dalla presenza di due elettrodi alle estremità.

Purtroppo, nonostante la capacità di catturare energia da diversi agenti esterni, il nastro foto-piezoelettrico realizzato dall’IMRI al momento presenta una bassa densità energetica. Ogni nastro ibrido, infatti,  è in grado di generare costantemente solo pochi milliwatt, motivo per cui è realistico ipotizzarne l’impiego unicamente per alimentare dispositivi a bassissima potenza. Inoltre, per ottimizzare lo sfruttamento dell’energia proveniente dagli agenti meteorologici, secondo i ricercatori sarebbe necessario realizzare dispositivi di forma conica, con una moltitudine di nastri vibranti in grado di captare l’energia del vento, del sole e della pioggia. In attesa di realizzare questi prototipi di “pini” foto-piezoelettrici, i ricercatori stanno lavorando per ridurre i costi generali del dispositivo e contemporaneamente per migliorarne l’efficienza, incorporando nanotubi di carbonio all’interno della sua struttura.

Parallelamente, il team di ricerca sta lavorando anche a un altro progetto, che prevede la realizzazione di fibre ibride utilizzabili nel settore tessile, realizzate con una tecnologia molto simile a quella utilizzata per i nastri foto-piezoelettrici. In caso di successo si potrebbero a breve realizzare indumenti rivestiti da materiale piezoelettrico, grazie ai quali sarebbe possibile produrre energia elettrica con i movimenti del corpo, e ricaricare dispositivi mobili come cellulari, tablet o altro.

Fonti: BBC News, Printed Electronics World

Articolo pubblicato anche da Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile

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Tecnologia e futuro prossimo: l’Elettronica Organica.

Negli ultimi anni, l’interesse nei confronti dell’Elettronica Organica è enormemente cresciuto sia a livello di ricerca accademica che industriale. A tal proposito, Confindustria Emilia-Romagna ha organizzato, il 16 dicembre scorso a Bologna, in collaborazione con ENEA e Alma Graduate School, un workshop sull’Elettronica Organica, tematica affrontata in precedenza anche da CRIT Research con un incontro tra aziende e tecnici ENEA presso la sede di Vignola. Gli incontri hanno avuto come obbiettivo quello di definire una linea di ricerca, sviluppo e sperimentazione che sia di interesse per le aziende e che potrebbe essere finanziata nell’ambito del bando “Laboratorio Pubblico-Privato”, pubblicato dal MIUR e con scadenza il 15 febbraio 2011.

Quello dell’Elettronica Organica è di un tema di interesse strategico per le imprese dell’Emilia-Romagna, dato il peso delle ricadute tecnologiche che può determinare in molteplici ambiti applicativi: dalle macchine per il packaging al biomedicale, dal tessile/moda all’energia, alla chimica, ai materiali, alle macchine da stampa.

L’Elettronica Organica è infatti una piattaforma tecnologica emergente che consente la realizzazione di componenti e sistemi sottili, leggeri, flessibili, a basso costo, dal ridotto impatto ambientale.  Si basa sull’azione combinata di nuovi materiali  funzionali ad alte prestazioni e processi di produzione ad alta velocità, su larga area e basse temperature, compatibili anche con le plastiche, la carta e i tessuti. Ha la potenzialità di integrare una vasta gamma di nuove funzionalità e rappresenta un’opportunità tecnologica che apre la strada a nuove applicazioni e consente l’integrazione di componenti elettronici eterogenei.

Alcuni esempi sono: imballaggi intelligenti, dispositivi a Radio Frequenza (RFID), celle solari flessibili, illuminazione a basso consumo, dispositivi diagnostici, batterie stampabili, display flessibili, smart card, sensori e alimentatori integrati nei film polimerici.

La nuova tendenza alla ricerca in questo ambito è diretta conseguenza dei numerosi vantaggi che l’Elettronica Organica ha nei confronti della tradizionale elettronica inorganica. Tali vantaggi consistono principalmente nella possibilità di realizzare dispositivi su film sottili e flessibili, su larga area e con bassi costi di realizzazione e produzione, sfruttando le caratteristiche dei materiali polimerici utilizzati.

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