I piccoli generatori applicati sui polpastrelli, realizzati con un materiale comodo e leggero, sono già in grado di generare energia sufficiente ad alimentare piccoli dispositivi per il controllo costante di parametri quali il livello di vitamina C o sodio (Credit: Lu Yin)
Durante l’attività fisica si produce energia finalizzata al compito che si sta svolgendo ma in grande parte viene dispersa per esempio attraverso il calore. E se fosse possibile recuperare questa energia per scopi utili?
In realtà già esistono dispositivi in grado di farlo attraverso il sudore, ma era necessario uno sforzo fisico affinché si ottenesse una certa quantità di energia riutilizzabile: se lo sforzo fisico è pari a cento si riesce a recuperare energia pari a uno, in proporzione.
Produzione passiva di energia elettrica
Il team di Joseph Wang, professore di nanoingegneria presso l’Università della California San Diego, ha ora messo a punto un dispositivo molto più efficiente in grado di produrre energia dal sudore emesso in assenza di una vera attività fisica.
Una pellicola sottile ed elastica applicata sui polpastrelli, che a parità di superficie contengono fra il doppio e il triplo di ghiandole sudoripare rispetto ad altre parti del corpo (pare l’evoluzione abbia privilegiato questo tratto poiché garantisce una presa più salda e sicura), costituisce quella che si chiama cella a biocombustibile (BFC, dall’inglese biofuel cell).
Il tessuto è realizzato tramite nanotubi di carbonio con l’aggiunta di hydrogel per ottimizzare l’assorbimento di sudore; il principio sfrutta il lattato, il sale dell’acido lattico disciolto nel sudore, per realizzare grazie a un enzima sull’anodo e una microscopica quantità di platino sul catodo la reazione chimica in grado di produrre energia elettrica.
Efficace tutto il giorno, durante il sonno e le normali attività quotidiane
L’efficacia di questo dispositivo passivo permette la produzione di 300 mJ persino mentre si sta dormendo mentre un sistema piezoelettrico aggiuntivo permette di aggiungere un ulteriore 20% di energia grazie ai semplici movimenti naturali delle dita come battere su una tastiera.
Una pressione della punta del dito richiede il consumo di 0.5 mJ ma in cambio si ottengono 30 mJ di elettricità, il 6000%. I ricercatori sono stati in grado di alimentare sensori per l’analisi della vitamina C e del sodio e prevedono di poterne in futuro estendere le applicazioni all’uso di glucometri e altre apparecchiature in uso per il controllo della salute.
Oltre a prendere forme comodamente indossabili, come i guanti, si sta inoltre valutando la possibilità di una connessione wireless per garantire un controllo costante dei valori utili in campo medico. Il dottor Wang confida che le applicazioni pratiche non si fermeranno qui, il potenziale è ampio e potrà nell’immediato futuro coinvolgere qualsiasi tipo di dispositivo elettronico indossabile.
Per ulteriori informazioni: “A passive perspiration biofuel cell: High energy return on investment“ su Joule del 13 luglio 2021.
