Dalla goccia di pioggia alla fonte di energia
La pioggia come fonte di energia? Quello che per molto tempo è sembrato un sogno del futuro sta diventando tangibile. I ricercatori di tutto il mondo stanno sviluppando nuovi processi per generare elettricità dalle gocce che cadono. Sia attraverso un flusso d'acqua simile a una spina, sia attraverso la nanotecnologia nei sistemi solari. La rivoluzione energetica sta diventando fattibile anche in caso di maltempo.
In futuro, l’acqua che cade nelle tubature potrà fare molto di più che scorrere via. Potrà generare elettricità. I ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore hanno sviluppato un metodo per generare energia elettrica utilizzando il cosiddetto “plug flow”, un flusso uniforme di gocce. Nei primi test di laboratorio, è già stato possibile alimentare 12 LED per 20 secondi utilizzando solo la pioggia generata artificialmente. Il fattore decisivo è la separazione delle cariche elettriche quando le gocce colpiscono la parete di un tubo rivestito di polimero.
L’efficienza di questo sistema è notevole. Oltre il 10% dell’energia delle gocce che cadono viene convertita in elettricità. Un multiplo rispetto ai sistemi idrici convenzionali. La produzione può essere scalata collegando diversi tubi in parallelo. Un approccio con un potenziale per i concetti di gestione della pioggia urbana o come sistema di backup negli impianti solari.
Elettricità dall’attrito
Oltre alla tecnologia di flusso, l’effetto triboelettrico apre nuove strade per la generazione di energia. I nanogeneratori triboelettrici (TENG) convertono l’energia cinetica delle gocce di pioggia in elettricità attraverso il contatto e la separazione di due materiali. Nei sistemi solari, questi generatori possono essere integrati sulla superficie senza compromettere la trasmissione della luce. In questo modo si genera energia aggiuntiva quando piove. Un’aggiunta ideale per le giornate con poco sole.
In laboratorio, sono già stati generati da 50 a 100 watt per metro quadro, che corrispondono a circa un terzo della produzione massima dei moderni moduli fotovoltaici. Secondo l’Istituto Fraunhofer, questa tecnologia sarà presto pronta per il mercato.
Prospettive per l’architettura, l’energia e la mobilità
Le applicazioni vanno ben oltre i tetti solari. In futuro, anche gli indumenti, le scarpe o le facciate con rivestimenti TENG potrebbero generare elettricità con ogni movimento o goccia di pioggia. Questo apre nuove possibilità per l’alimentazione decentralizzata, la tecnologia degli edifici e i sistemi di autosufficienza energetica, soprattutto nelle regioni urbane con un’elevata frequenza di precipitazioni.