Articoli con tag materiali piezoelettrici

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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Self-Powered Flexible Electronics

Fonte: www.technologyreview.com

Touch-responsive nano-generator films could power touch screens.

By Katherine Bourzac

Touch-screen computing is all the rage, appearing in countless smart phones, laptops, and tablet computers.

On a bender: This machine is testing the electrical properties of a graphene sheet. Korean researchers have incorporated these stretchy electrodes with thin-film nano-generators to make an energy-harvesting screen. Credit: Advanced Materials

On a bender: This machine is testing the electrical properties of a graphene sheet. Korean researchers have incorporated these stretchy electrodes with thin-film nano-generators to make an energy-harvesting screen. Credit: Advanced Materials

Now researchers at Samsung and Sungkyunkwan University in Korea have come up with a way to capture power when a touch screen flexes under a user’s touch. The researchers have integrated flexible, transparent electrodes with an energy-scavenging material to make a film that could provide supplementary power for portable electronics. The film can be printed over large areas using roll-to-roll processes, but are at least five years from the market.

The screens take advantage of the piezoelectric effect–the tendency of some materials to generate an electrical potential when they’re mechanically stressed. Materials scientists are developing devices that use nanoscale piezoelectronics to scavenge mechanical energy, such as the vibrations caused by footsteps. But the field is young, and some major challenges remain. The power output of a single piezoelectric nanowire is quite small (around a picowatt), so harvesting significant power requires integrating many wires into a large array; materials scientists are still experimenting with how to engineer these screens to make larger devices.

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Nanocristalli producono idrogeno utilizzando i rumori ambientali

Fonte: Rinnovabili.it

Il piezoelettrico ancora una volta al servizio della ricerca energetica. Scienziati statunitensi mettono a punto un processo per utilizzare i rumori ambientali nella sintesi di idrogeno

[..] Se la tecnologia per sfruttare il vettore energetico idrogeno può contare su risultati consolidati, diverso è però il discorso per quella produttiva. Il processo di sintesi richiede energia e come ottenerla senza che la produzione del vettore abbia costi energetici maggiori rispetto a quelli riottenibili è ovviamente la questione principe. Molte delle indagini stanno vertendo sulle rinnovabili per trasformare l’idrogeno in una sorta di sistema di stoccaggio dell’energia. In questo filone di indagine rientra anche il lavoro condotto dall’University of Wisconsin-Madison, scopritore di un nuovo processo per idrolizzare i legami chimici delle molecole d’acqua impiegando rumori ambientali. Gli scienziati hanno coltivato dei nanocristalli di ossido di zinco e titanato di bario. Posti in acqua hanno poi stimolato le molecole con vibrazioni ultrasoniche, accorgendosi che le strutture nanoscopiche si flettevano fungendo da catalizzatori per la reazione di rottura delle molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. Finora i ricercatori hanno raggiunto un’efficienza del 18 per cento con i nanocristalli, una percentuale più alta rispetto alle altre fonti energetiche sperimentali. Huifang Xu, capo progetto, ha spiegato: “Poichè siamo in grado di regolare le dimensioni delle fibre e delle piastre, possiamo utilizzare anche piccole quantità di rumore – come una vibrazione o l’acqua che scorre – per piegare i nano dispositivi”. [..]

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Recuperare energia dalle turbolenze

Fonte: Le Scienze

Sperimentati nuovi materiali piezoelettrici applicabili ad automobili e aerei per sfruttarne le vibrazioni in modo da generare energia e alimentare i dispositivi elettronici secondari

I materiali piezoelettrici consentono di convertire l’energia cinetica in elettricità, ma finora le applicazioni sono rimaste limitate per lo più all’elettronica di consumo.

Ora un gruppo di ricerca del City College di New York (CCNY) sta sviluppando questo tipo di tecnologia al fine di generare elettricità su scala più ampia e montarli su automobili e aeroplani: sulla carrozzeria di un’auto o sulla fusoliera di un velivolo, potrebbero produrre una discreta tensione elettrica per effetto delle vibrazioni. L’intensità di corrente non sarebbe ovviamente sufficiente a muovere un veicolo, ma potrebbe caricare una batteria e alimentare così tutti quei dispositivi elettrici secondari che attualmente sottraggono potenza al motore principale, facendo aumentare i consumi.  continua a leggere…

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