Batterie non incluse: come la raccolta di energia su piccola scala alimenterà il futuro

La venerabile radio di cristallo esiste dagli inizi del 1900, ma per una ragione davvero unica, le persone la costruiscono e la usano ancora oggi. Non è particolarmente rumoroso, non raggiunge le stazioni lontane e la sua estetica certamente non impressionerà i tuoi amici sfacciati. Tuttavia, questa meraviglia della vecchia scuola offre un unico vantaggio che nessun'altra radio può offrire: funziona senza fonti di alimentazione tradizionali. Esatto: niente cavo, niente batterie, niente ruote per criceti.

Com'è possibile? Perché le radio a cristallo prendono tutta l'energia di cui hanno bisogno dalle onde radio stesse.

Abbastanza bello, vero?

Onde radio, vedi, Sono energia. Funziona così: le stazioni radio convertono l'audio in onde radio che poi viaggiano, niente meno che alla velocità della luce, in tutte le direzioni dal trasmettitore. Queste onde sono, in sostanza, campi elettromagnetici – forme di energia elettrica non troppo dissimili dalla potenza che fluisce verso le prese CA, solo che vengono spruzzate in tutte le direzioni. La quantità frazionaria che effettivamente raggiunge la tua casa non è affatto molto potente.

Priva di altre fonti di energia, la radio a cristallo deve “raccogliere” la maggior quantità possibile di campo elettromagnetico in avvicinamento. Lo fa con un’antenna piuttosto considerevole (solitamente un lungo tratto di filo di rame), una “bobina” sintonizzata sulla frequenza (numero di onde al secondo) della stazione desiderata, un “rivelatore” per estrarre il segnale audio e un auricolare per riconvertire il segnale audio in suono onde.

Anche se la radio a cristalli stessa è passata di moda qualche tempo fa, la parte “raccolta di energia” dell’equazione – per cui il potere viene divorato, sia in senso letterale che figurato, dal nulla – è ora nel bel mezzo di un notevole Rinascimento. Dallo sfruttamento dell'energia frenetica di una discoteca all'utilizzo del calore emesso dal corpo umano, gli ingegneri stanno cercando nel mondo che ci circonda fonti di energia non ancora sfruttate. E ottenere risultati. Ecco perché le prese di corrente e le batterie non sono più sufficienti e cosa stanno facendo gli scienziati al riguardo.

Riguarda la nostra fame di potere. Iniziamo le nostre giornate utilizzando vari dispositivi nelle nostre case: sveglie, tostapane, caffettiere. Saliamo quindi sulla nostra macchina, che a sua volta ha una sete inestinguibile di ancora più energia. O magari prendiamo l'autobus, giocando con il nostro notebook o tablet o smartphone o lettore musicale o sistema di gioco portatile lungo il percorso. Alla fine, la nostra intera giornata si svolge come è iniziata: dipende da varie forme di elettricità per fare ciò che dobbiamo fare.

Sovraccarico dei consumi

Ci sono più di alcune cose che non vanno in questa immagine. Per prima cosa, sia che acquistiamo continuamente nuove batterie, ricarichiamo batterie ricaricabili o semplicemente corriamo dispositivi alimentati con corrente alternata, l'energia è una risorsa costosa e dispendiosa che non sembriamo mai fermare consumando.

Oltre al costo monetario di restare carichi, ci sono anche dei costi per il pianeta. Secondo l'Environmental Protection Agency (EPA), gli americani acquistano quasi tre miliardi di celle a secco batterie ogni anno per far funzionare radio, giocattoli, telefoni cellulari, orologi, computer portatili e utensili elettrici portatili. E anche nella società un po’ illuminata di oggi, la stragrande maggioranza di questi prima o poi viene gettata nelle discariche. Qui si decomporranno nel corso dei decenni, rilasciando ogni sorta di sostanze caustiche nel terreno circostante e nelle falde acquifere. E questa è solo la punta dell’iceberg: dalle dighe idroelettriche alle centrali nucleari e ai generatori diesel, la nostra sete di watt martella il pianeta.

Ed è qui che la raccolta di energia può salvare la situazione. Le turbine eoliche e l’energia solare vengono subito in mente come esempi di modi per sfruttare l’ambiente che ci circonda per ottenere energia pulita, ma entrambi sono limitati dalla disponibilità della fonte di energia che raccolgono. Non puoi raccogliere così tanta energia quando il vento non soffia o il sole non splende.

Eppure c’è tutto un altro livello di raccolta di energia su scala più piccola. Perché molti dei dispositivi elettronici personali e portatili che utilizziamo oggi non richiedono molta elettricità Per cominciare, stanno emergendo opportunità per raccogliere quantità di energia precedentemente trascurabili ovunque.

E potrebbero significare telefoni, lettori musicali e laptop che non dovrai mai più ricaricare.

Cinghia sulle antenne: raccolta delle onde radio

Uno degli approcci più importanti per estrarre l'elettricità dal nulla fa chiaramente cenno alla venerabile radio a cristalli. Raccoglie energia, non a caso, dalle onde radio.

Al Centro per la ricerca wireless dell’Università del Bedfordshire a Luton, nel Regno Unito, un trio di persone brillanti ha lavorato su un sistema di raccolta delle onde radio Una soluzione che secondo loro un giorno non solo ridurrà la dipendenza dei consumatori dalle batterie e dall’alimentazione CA, ma ridurrà anche l’impatto sul nostro ambiente.Abbiamo parlato con Ben Allen, a capo della squadra, per saperne di più. Allen e i suoi soci hanno attirato l’attenzione internazionale a febbraio, quando hanno annunciato di aver sviluppato la tecnologia e di aver depositato una domanda di brevetto per la raccolta delle onde radio. Alcuni buffoni hanno suggerito che fosse la prima mondiale, anche se il gruppo di Allen è solo uno dei tanti in tutto il mondo che esaminano le stesse prospettive. Infatti, il noto scienziato serbo-americano e cervellone certificato Nikola Tesla ha dimostrato il fenomeno della trasmissione di energia senza fili più di un secolo fa. Tuttavia, Allen e il suo team hanno portato la tecnologia a un livello raggiunto da pochi altri. Secondo Allen, la soluzione proposta dal team si concentra sulla banda di frequenza “che è di circa 1 MHz e talvolta viene chiamata ‘banda AM’. Non devono essere necessariamente questi segnali da cui raccogliamo energia, ma ci siamo concentrati sulle onde medie poiché riteniamo che presentino vantaggi rispetto alle onde ad alta frequenza”.Al centro del concetto c’è un’antenna – un’antenna che Allen paragona a un mulino a vento. “L’onda (radio) induce una corrente nell’antenna, che convertiamo in corrente continua e applichiamo al dispositivo che richiede alimentazione. Più grande è l'antenna, maggiore è la potenza disponibile. L’antenna è come un mulino a vento: più grande è il mulino a vento, maggiore è la potenza disponibile”.

Allen si vanta anche del fatto che la tecnologia può essere adattata ai dispositivi esistenti ed è relativamente compatta. Per quanto riguarda le preoccupazioni che la raccolta diffusa delle onde radio possa eventualmente aspirare così tanta energia da non lasciare più nulla, Allen gioca ancora una volta la carta del mulino a vento. “Utilizziamo antenne molto piccole e che hanno un effetto trascurabile sui segnali, un po’ come l’effetto che il mulino a vento di un bambino ha sul vento. Se avessimo un dispositivo molto grande sarebbe difficile ricevere un segnale dietro di esso, proprio come il carenza di vento dietro un grande generatore eolico.”L'ovvio vantaggio è la costanza del raccolto fonte. Come spiega Allen, la raccolta delle onde radio non dipende dalla luce solare o dal vento. Né si basa sul differenziale di calore (il concetto alla base della raccolta di energia termoelettrica, discusso più avanti in questo articolo). Le onde radio lo sono Sempre là fuori, soprattutto nelle aree metropolitane. Inoltre, dice Allen, “In linea di principio, funziona bene nelle zone rurali e le onde radio dovrebbero avere una penetrazione relativamente buona negli edifici rispetto a quelle a frequenze più alte”.

Le onde radio non contengono una tonnellata di energia raccolta, quindi Allen e il suo team stanno attualmente prendendo di mira dispositivi a bassissimo consumo: prodotti come i nodi di reti di sensori wireless che solo occasionalmente eseguono azioni che richiedono energia e altrimenti rimangono all'interno modalità di attesa. I futuri candidati includono telecomandi e orologi.

"Alcune applicazioni richiederanno batterie ricaricabili per facilitare l'approvvigionamento energetico, ma (anche loro saranno) caricate dall'energia raccolta", afferma Allen. “Ciò limiterebbe la vita di qualsiasi dispositivo e alla fine la batteria si degraderebbe e dovrà essere sostituita. Ciò potrebbe avvenire dopo alcuni anni, ma varia a seconda della tecnologia della batteria, della temperatura e del ciclo di ricarica.

Tuttavia, i divoratori di corrente ad alto consumo come tablet e torce elettriche potrebbero non far mai parte del quadro. E se lo sono – e qui guardiamo molto lontano – la raccolta delle onde radio quasi certamente non sarà l’unica fonte di energia. Immagina una batteria ricaricabile che dipende dalla ricarica “regolare” ma che è potenzialmente anche ricaricata una fusione di alternative di raccolta energetica e inizi a farti un'idea di cosa potrebbe accadere in futuro Presa.

Buone vibrazioni: raccolta di energia piezoelettrica

Nel frattempo, nelle discoteche di tutto il mondo, i clienti ballano allegramente tutta la notte. Apparentemente ci sarà sempre un posto in questo mondo per coloro che hanno una fissazione per la rotazione. Ma stiamo divagando. Il punto qui è che alcuni di questi club sono diversi da altri. Sembra che ci sia un movimento in corso per “rinverdire” le nostre sale da ballo. E dall’acqua riutilizzata alle turbine sui tetti, quel movimento diventa più forte di giorno in giorno.

In effetti, si estende fino al pavimento. La pista da ballo, appunto.

Vedi, c'è un'enorme quantità di energia generata quando dozzine o centinaia di persone rimbalzano ripetutamente a ritmo. Fino ad ora, quell'energia si dissipava nel pavimento e in qualunque cosa si trovasse sotto di esso. E se potessi in qualche modo sfruttarlo?

Con la “piezoelettricità” è possibile. Sembra che ci siano alcuni materiali in questo mondo, a base di cristallo e ceramica, che generano potenza quando messi sotto pressione. Se metti questi materiali in un punto dove riceveranno un martellamento costante – ad esempio, sul pavimento di una discoteca – avrai un modo per attingere a quel martellamento e produrre elettricità utilizzabile. In effetti, aziende come il Sustainable Dance Club di Rotterdam stanno già facendo proprio questo, installando piste da ballo illuminate che sono, di fatto, autoalimentate.

La spinta piezoelettrica non si limita alle discoteche. C'è una stazione ferroviaria a Tokyo che sfrutta l'effetto per alimentare tabelloni e biglietterie, e un marciapiede a Parigi che alimenta i lampioni.

Alla Cornell Nanoscale Science and Technology di Ithaca, New York, sono in corso i piani per portare tutta questa fantastica roba piezoelettrica nel mondo dei consumatori, anche se con un approccio leggermente diverso. Il nome del gruppo è MicroGen Systems, Inc, e le persone coinvolte sembrano esserne coinvolte a lungo termine. Il CEO Mike Perrotta ci dice che la società è stata fondata nel 2007 e incorporata nel 2010 dopo la firma di un "importante contratto di investimento". Perrotta stima ad oggi circa 20.000 ore di lavoro.Al centro di questa spinta c’è la tecnologia Piezoelectric Vibrational Energy Harvester (PZEH) proprietaria di MicroGen. Secondo MicroGen, il concetto estenderà la durata delle batterie ricaricabili o eliminerà del tutto la necessità di batterie. Una delle prime permutazioni è il "Bolt060 MicroPower Generator", un minuscolo aggeggio che assomiglia alla CPU di un computer. Funziona esclusivamente mediante vibrazioni applicate e teoricamente dovrebbe funzionare per 20 anni o più.

Perché una tecnologia di raccolta in miniatura basata sulle vibrazioni?

"Le vibrazioni sono ovunque e non dipendono dalla differenza di temperatura, dalla luce, dalla radiofrequenza o da altri tipi di fonti", afferma Perrotta. “Tutto ciò che è collegato vibra e molte cose hanno un’armonica naturale anche se non sono collegate alla rete elettrica. Abbiamo anche discusso della possibilità di posizionare questi dispositivi nello stomaco di una mucca, con un sensore di temperatura e una radio wireless, per monitorare la salute e le condizioni del bestiame. Non ho ancora visto nulla collegato al bestiame”.

Bovini a parte, Perrotta prevede che la tecnologia piezoelettrica MicroGen possa essere utilizzata in un'ampia varietà di applicazioni a basso assorbimento. “Pensa a noi come a una micro centrale elettrica, da qui il nome MicroGen. Torce elettriche e simili richiederanno troppa energia (per la nostra tecnologia) per ricaricarsi. Tuttavia, puoi avere un'app torcia sul tuo cellulare e funziona abbastanza bene.

“Le asciugatrici sono un altro esempio, dove l’attuale tecnologia dei sensori misura solo l’umidità media dell’intero carico, richiedendo quindi più energia. Il sensore può ora essere riposizionato mentre il nostro dispositivo lo alimenta, e quindi indicare con maggiore precisione l'umidità degli indumenti e arrestare l'asciugatrice in modo più accurato. Ciò consentirà di risparmiare un notevole consumo di energia. I sistemi di monitoraggio della pressione dei pneumatici, ora presenti in tutti i veicoli negli Stati Uniti, in Canada e nei mercati europei, potrebbero essere in grado di funzionare senza batteria. In caso contrario, i nostri sistemi dureranno quanto la vita dell’auto, riducendo così il numero di batterie in discarica. Molti altri esempi, soprattutto in ambito industriale e commerciale, mirano a ridurre il consumo di energia, migliorare la sicurezza e anche la protezione”.

Perrotta sostiene che la tecnologia è attualmente in grado di fornire una quantità piuttosto modesta di 200 microwatt, anche se si aspetta che tale cifra raddoppi e forse triplichi nel breve termine. Anche la crescente efficienza dei dispositivi mobili potrebbe aiutare. "Abbiamo sicuramente assistito a un notevole grado di riduzione, nell'ordine del 50-80%, del fabbisogno energetico di questi dispositivi, anche negli ultimi due anni", afferma Perotta. “Ci aspettiamo che ciò continui e che la nostra produzione di potenza per millimetro quadrato aumenti. Il nostro obiettivo nel settore consumer è la ricarica di mantenimento di un dispositivo mobile, in modo che le batterie non si scarichino così rapidamente dopo l’ultima ricarica.”

Nel breve termine i dispositivi MicroGen saranno accoppiati con una batteria allo stato solido o con un supercondensatore. Ma l’obiettivo finale, dice, “è quello di non avere batterie. Tuttavia, la maggior parte di ciò dipenderà dalle tendenze relative ai sensori e alle esigenze di alimentazione radio wireless”.

Resta da vedere se la soluzione di MicroGen raggiungerà questi obiettivi, anche se il semplice potenziale era sufficiente per convincere l'Autorità per la ricerca e lo sviluppo energetico dello Stato di New York concederà alla società una sovvenzione di 1,2 milioni di dollari in appena un mese fa.

Calore in scatola: raccolta di energia termoelettrica

Se sfruttare l’energia delle onde radio e delle vibrazioni sembra inverosimile, i Jetson lo hanno mai fatto? – prova questa nozione per la dimensione: Potenza da calore corporeo.

Eppure è proprio ciò a cui stanno lavorando presso il Centro per le nanotecnologie e i materiali molecolari della Wake Forest University. La tecnologia si chiama “termoelettrica” e l’approccio di Wake Forest al termoelettrico è etichettato "Sentimento di potere." Sembra che semplicemente toccando questo misterioso tessuto, il calore corporeo venga convertito in elettrico attuale.

Poi ci diranno quella della luna non fatto di formaggio.

Allora, cos'è esattamente questo Power Felt? Per cominciare, sembra davvero tessuto. Tessuto futuristico, certo, ma pur sempre tessuto. Fatto di nanotubi di carbonio bloccati in fibre di plastica flessibili, sembra che possa essere “avvolto” praticamente su qualsiasi cosa. Quelli di Wake Forest lo chiamano “potere indossabile”. E poi saltano sulle loro astronavi e volano verso la loro galassia natale.

Lasceremo che il dottorando David Carroll, professore di fisica alla Wake Forest e inventore di Power Felt, ne descriva nei dettagli le complessità.

“I nostri materiali funzionano come funziona qualsiasi modulo termoelettrico. Immagina di tenere in mano una barra di metallo. Lo afferri saldamente a un'estremità della barra mentre l'altra estremità è libera. Ora gli elettroni che compongono il metallo sono liberi di muoversi e la tua mano li riscalda. Quindi sotto la tua mano gli elettroni si muovono più rapidamente rispetto agli elettroni all'altra estremità della barra. Ciò significa che questi elettroni si diffonderanno rapidamente e si allontaneranno dalla fonte di calore. Passando alla parte fredda, lasciano un deficit di elettroni nella parte calda. Creano un surplus di elettroni nella parte fredda. Ciò stabilisce una tensione, chiamata tensione termoelettrica, e finché c’è una differenza di temperatura, questa tensione esiste”.

Immagina una batteria ricaricabile che dipende dalla ricarica “regolare” ma che è potenzialmente anche ricaricata da una fusione di raccolta di energia alternative e inizi a farti un'idea di cosa potrebbe riservarti il ​​futuro. Il problema è che alla fine l'altra estremità si surriscalda a causa della termoconduttività del metallo. Utilizzando molte nanofibre in una matrice plastica, invece che nella barra metallica, gli elettroni possono ancora spostarsi verso il basso percorsi metallici delle fibre, ma il calore viene bloccato perché non viene trasportato attraverso le giunzioni dalla fibra alla fibra. Ecco come abbiamo realizzato i nostri tessuti. Le nostre fibre “metalliche” sono nanotubi di carbonio. E all’interno dei tessuti ci sono strati su strati di nanofibre elettroniche, che consentono agli elettroni e alle lacune di fluire liberamente”.

Carroll esalta le virtù della sua invenzione ma è altrettanto realistico. Non sostituirà, dice, le batterie. Non ancora comunque. Né funzionerà a meno che “non esistano ampie aree di gradiente di temperatura”. Il corpo umano è un luogo praticabile. Lo stesso vale per il cofano di un'auto o i sedili di un aereo.

“Renderà più attraente l’uso di batterie meno costose dal punto di vista del mercato. In generale, per l’inserimento nel mercato, non si desidera cambiare troppo e troppo rapidamente, quindi verrà abbinato alle tecnologie delle batterie esistenti. I tuoi cellulari dureranno più a lungo con una sola carica. Un aereo passeggeri potrebbe essere in grado di utilizzare generatori interni più piccoli, risparmiando peso e denaro”.

Anche se Power Felt non potrà mai far funzionare un’auto elettrica o apparecchi ad alto consumo di energia come i frigoriferi (Carroll ci dice che un centimetro quadrato produce “da nanowatt a decimi di microwatt, a seconda dello spessore”), sarà, a quanto pare, in grado di aumentare le attuali strutture di potere in tali applicazioni. "Immagina", afferma Carroll, "di ridurre il tempo di ricarica della tua auto ibrida perché il recupero di calore proviene dal motore di raffreddamento o dai passeggeri all'interno".

Carroll guarda anche alla costruzione di case, affermando che Power Felt potrebbe plausibilmente prendere il posto del rivestimento in Tyvek per “generare tanta energia quanto un pannello solare poco costoso”.

Carroll difende il Power Felt anche nel mondo della telefonia mobile, suggerendo che un suo campione potrebbe essere incluso nel rivestimento delle batterie nel punto di produzione. Semplicemente posizionando le batterie su “qualcosa di caldo”, si caricherebbero parzialmente. Ma ancora una volta, almeno finora, si tratta di aumentare anziché sostituire la normale ricarica della batteria. Carroll chiede: “Sei mai stato all'aeroporto e il tuo telefono era scarico? Non sarebbe carino fare l'ultima chiamata affinché qualcuno venga a prenderti? L’energia del calore del tuo corpo potrebbe farlo.

Uomo che corre: raccolta dell'energia del movimento umano

Finora abbiamo visto tre concetti apparentemente pronti a contribuire a ridurre la nostra dipendenza dalle fonti di energia tradizionali, ma che generalmente non hanno la forza necessaria per sostituire completamente tali fonti. Questa tendenza continua con il nostro quarto e ultimo articolo, il recupero energetico biomeccanico del “movimento umano”. Esatto, questa tecnologia sfrutta la potenza del semplice atto di movimento. Vuoi ricaricare il tuo Android? Meglio iniziare a bere quella birra un po' più velocemente.

Scherzi a parte, si scopre che la raccolta biomeccanica dell’energia non è proprio l’idea nuova che potrebbe sembrare inizialmente. Ricordi quei fari delle biciclette dei vecchi tempi che traevano energia da un generatore che sfruttava la rotazione dei tuoi pneumatici? Questo è stato un esempio perfettamente decente – se non assurdamente stancante – dello stesso processo.

Ma nell’emisfero meridionale, hanno un approccio leggermente diverso sull’argomento. Qui, al Biometrics Lab dell'Auckland Bioengineering Institute, persone devote si riuniscono nell'oscurità (e anche nella luce – questa non è una congrega di streghe) per escogitare un modo migliore. Pensano di averlo trovato.

La loro idea, almeno inizialmente, elimina del tutto l'elemento bicicletta e chiede invece di camminare (o correre). Ben O’Brien di SoftGen, la società che sta attualmente prendendo vita attorno al concetto, fornisce ulteriori informazioni.

“Per i dispositivi elettronici portatili, vogliamo catturare l’energia altrimenti sprecata in modo che l’utente non avverta il carico aggiuntivo. Ad esempio, quando camminiamo, le suole delle nostre scarpe si comprimono. Questa compressione richiede energia, energia che viene persa sotto forma di calore. Se invece sostituiamo parte della suola con un generatore morbido possiamo catturare questa energia e convertirla in elettricità”.

Come tutte le tecnologie che abbiamo presentato, l’idea fondamentale di SoftGen è con noi già da tempo. Nel caso dei “generatori di colpi di tallone”, come vengono chiamati, questo arco di tempo risale a decenni fa. Ma SoftGen ha aggiunto una nuova novità sotto forma di “generatori di muscoli artificiali”. Inventato in California a cavallo del millennio, i generatori di muscoli artificiali sono, secondo O’Brien e soci, la scintilla che porta i generatori di colpi di tallone nel mondo futuro.

“L’idea di base”, spiega O’Brien, “è applicare una carica elettrica a una membrana elastomerica deformata. Quando la deformazione si allenta, la carica viene portata ad uno stato energetico più elevato. Riciclando la deformazione e controllando quando si accende e si spegne la carica, è possibile generare energia con una densità energetica circa 10 volte superiore rispetto alle tecnologie concorrenti. Tutto questo con qualcosa di semplice come un pezzo di gomma.” “Il trucco, ed è qui che entra in gioco il nostro gruppo, sta tutto controllare questi generatori per produrre energia utile utilizzando circuiti sufficientemente piccoli e leggeri da poter essere trasportati applicazioni."

O’Brien minimizza il concetto di un futuro completamente senza batterie, affermando che l’energia deve essere “livellata” e immagazzinata per periodi di attività minore. Per quanto riguarda i primi obiettivi “semplici” per il marchio di raccolta di energia di SoftGen, O’Brien afferma che i generatori di colpi di tallone “potrebbero alimentare luci intense per la sicurezza notturna, elettronica incorporata nella scarpa (come la gamma di prodotti Nike+) e monitoraggio medico per podologi", aggiungendo che "la nostra nicchia particolare è quella a bassa potenza applicazioni. Stiamo lavorando per includere presto la tecnologia in un prodotto di consumo reale”.

Sembra che non ci sia carenza di energia accessibile quando si tocca il terreno. In L'energia della corsa e delle scarpe da corsa, Martyn R. Per ridurre le affermazioni, potrebbero esserci fino a 10 joule (1 joule = il lavoro richiesto per produrre un watt di potenza per un secondo) di energia sprecata per ogni fase di corsa. Questa, ovviamente, è musica per le orecchie di persone come O'Brien. “In teoria, se potessi catturare tutto questo, potresti caricare completamente uno smartphone con una singola scarpa in mezz’ora di corsa. E le tue scarpe non sembrerebbero diverse da come sono adesso.

O’Brien accoglie con favore le tecnologie alternative di raccolta dell’energia, riconoscendo che ciò che potrebbe essere perfetto in determinate situazioni o con determinate persone non sarà la panacea per tutti. “Il bello della potenza del movimento umano è che è sempre disponibile dove ci troviamo. Questo potrebbe non essere un grosso problema quando torni a casa alla fine della giornata e hai un facile accesso a un muro presa di corrente, ma man mano che il numero di dispositivi elettronici che portiamo con noi cresce, diventa una seccatura caricarli Tutto. Ora considera tutte le volte in cui non sei vicino ad una presa a muro, o se viaggi in un paese con prese diverse, o sei andato fuori rete – camminando o facendo escursioni – o a causa di infrastrutture inadeguate o dopo un disastro. In tutti questi casi, la potenza del movimento umano diventa un concetto molto attraente”.

[Credito immagine: Istituto di bioingegneria di Auckland]

Ritorno dal futuro

Molto prima in questo articolo abbiamo discusso del tumulto mediatico che circonda il modello di raccolta delle onde radio dell’U del Bedfordshire. Da allora abbiamo appreso che Ben Allen e il suo team non sono che uno dei tanti team in tutto il mondo che lavorano su una varietà di tecnologie di raccolta dell’energia ambientale su piccola scala.

Eppure la maggior parte di questi concetti sono ancora lontani dall’essere pienamente in prima serata. In effetti, non mancano le persone che sostengono che determinati approcci alla micro raccolta di energia non saranno mai una soluzione seriamente praticabile. Mosey si dirige verso luoghi come il Forum di fisica, ad esempio, dove troverai un branco di tipi iperscientifici che pontificano sull'argomento, molti dei quali con conclusioni tutt'altro che favorevoli.

Il problema principale è, come abbiamo spiegato in precedenza, il materiale di partenza piuttosto debole. Quando servono watt e il dispositivo di raccolta genera solo nanowatt o microwatt, esiste chiaramente un enorme divario. Questo divario può essere colmato con ulteriori progressi tecnologici (raccolta), accoppiando più tecnologie insieme, o mantenendo permanentemente un dispositivo di accumulo di energia dedicato (batteria) di qualche tipo equazione. Ma tutte queste soluzioni aumentano l’ingombro, la complessità, i costi e i tempi di ricerca e sviluppo.

Inoltre, l'idea che una qualsiasi delle tecnologie o combinazioni di tecnologie che abbiamo presentato lo farà sostituire completamente l'alimentazione tradizionale nei dispositivi ad alto consumo (torce elettriche, tablet, smartphone, ecc.). fantasioso nella migliore delle ipotesi.

E nel frattempo, altre tecnologie già radicate continuano ad evolversi: l’energia solare è probabilmente il miglior esempio. Le applicazioni solari su larga scala sono ormai all’ordine del giorno, ma il solare su piccola scala è già qui – e sembra che se la passi bene. Basta esplorare l’enorme numero di radio, torce elettriche e persino caricabatterie dotati di energia solare attualmente sul mercato per vedere quante aziende sono già entrate nel gioco.

Ma in un mondo che mastica il potere come un cane una succulenta bistecca, ci sarà chiaramente un crescente bisogno di soluzioni “alternative” energia che non fa affidamento sul sole (o sul vento), anche se tali soluzioni sono migliorative rispetto alle fonti tradizionali o a ciascuna altro. Considerando che ciascuna di queste tecnologie è apparentemente adatta a una così ampia varietà di applicazioni – e se prese nel loro insieme sembrano coprire praticamente tutte le basi: vediamo un brillante futuro a lungo termine per coloro che riescono ad adattare al meglio le proprie idee al contesto spettro.

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