Gli ingegneri hanno reso noto qualcosa di straordinario. Quasi tutti i materiali possono essere utilizzati per la creazione di un dispositivo che raccoglie energia pulita dall’aria umida.
I suoi creatori dicono che non si tratta di uno sviluppo pronto per l’applicazione pratica ma sembra che alcuni limiti siano stati superati. L’intero materiale necessario deve avere con nanopori di un diametro inferiore a 100 nanometri. Facendo delle comparazioni sulle dimensioni, si tratta circa di un millesimo di larghezza di un capello umano, quindi è più facile a dirsi che a farsi, ma allo stesso tempo è (paradossalmente) più semplice rispetto a ciò che si pensava inizialmente.
Tale materiale può raccogliere l’elettricità generata da microscopiche goccioline d’acqua nell’aria umida, secondo un team guidato dall’ingegnere Xiaomeng Liu dell’Università del Massachusetts Amherst. Hanno chiamato la loro scoperta “effetto generico Air-gen”.
Energia pulita, Yao: “Abbiamo creato una nuvola su piccola scala”
L’ingegnere Jun Yao di UMass Amherst ha affermato: “L’aria contiene un’enorme quantità di elettricità. Pensa a una nuvola, che non è altro che una massa di goccioline d’acqua. Ognuna di queste goccioline contiene una carica e, quando le condizioni sono giuste, la nuvola può produrre un fulmine, ma non sappiamo come catturare l’elettricità in modo affidabile dai fulmini. Quello che abbiamo fatto è creare una nuvola su piccola scala costruita dall’uomo che produce elettricità per noi in modo prevedibile e continuo in modo che possiamo raccoglierla”.
I trascorsi del team
Se Air-gen suona familiare, è perché il team ha precedentemente sviluppato un raccoglitore di energia aerea. Tuttavia, il loro dispositivo precedente si basava su nanofili proteici cresciuti da un batterio chiamato Geobacter sulfurreducens. Ebbene, a quanto pare, il batterio non è necessario. “Ciò di cui ci siamo resi conto dopo aver scoperto il Geobacter è che la capacità di generare elettricità dall’aria (quello che allora abbiamo chiamato ‘effetto Air-gen’) risulta essere generica: letteralmente qualsiasi tipo di materiale può raccogliere elettricità dall’aria, come fintanto che ha una certa proprietà”, ha spiegato Yao.
Quella proprietà è data dai nanopori e la loro dimensione è basata sul percorso medio libero delle molecole d’acqua nell’aria umida. Questa è la distanza che una molecola d’acqua può percorrere nell’aria prima di scontrarsi con un’altra molecola d’acqua. Il dispositivo Air-gen generico è costituito da materiale sottile, come cellulosa, proteine della seta o ossido di grafene.
L’azione delle molecole d’acqua
Le molecole d’acqua nell’aria possono facilmente entrare nei nanopori e viaggiare dalla parte superiore del film verso il basso, ma corrono sui lati del poro mentre viaggiano. Questi trasferiscono la carica al materiale, producendo un accumulo e poiché più molecole d’acqua scorrono nella parte superiore del materiale utilizzato, si verifica uno squilibrio di carica tra i due lati.
Questo produce un effetto simile a quello che vediamo nelle nuvole che producono fulmini: l’aria che sale crea più collisioni tra le goccioline d’acqua nella parte superiore di una nuvola, con conseguente eccesso di carica positiva nelle nuvole più alte e un eccesso di carica negativa in quelle più basse. In questo caso, la carica potrebbe potenzialmente essere reindirizzata per alimentare piccoli dispositivi o immagazzinata in una batteria di qualche tipo.
