Produrre energia elettrica con una maglietta all’ossido di zinco

Qualsiasi movimento del nostro corpo richiede, per essere compiuto, una certa quantità di energia. Un gruppo di ricercatori ha recentemente implementato un sistema per recuperare l’energia spesa trasformandola in corrente elettrica grazie a una “power shirt”, una maglietta in grado di produrre elettricità per alimentare piccoli dispositivi portatili.

I ricercatori hanno dimostrato come una particolare fibra tessile ricoperta da minuscoli cavi costituiti da ossido di zinco sia in grado di produrre elettricità, sfruttando l’effetto piezoelettrico. Intrecciati ai comuni capi di abbigliamento, i cavi diventano una fonte di elettricità grazie al movimento di chi li indossa. La medesima tecnologia potrebbe essere applicata anche ai tendaggi e alle tensostrutture per catturare l’energia causata dagli spostamenti d’aria o dalle vibrazioni acustiche.
«Il nanogeneratore basato sulle fibre tessili potrebbe essere una soluzione semplice ed economica per sfruttare i movimenti che compiamo continuamente durante la giornata. Con il giusto mix di fibre naturali e cavi all’ossido di zinco ognuno di noi potrebbe produrre energia elettrica mentre fa una passeggiata» ha dichiarato Zhong Lin Wang, docente al Georgia Institute of Technology, e autore della ricerca da poco pubblicata sulla rivista scientifica Nature.

Per funzionare, il tessuto ideato dal team di Wang sfrutta le proprietà delle nanostrutture costituite dall’ossido di zinco. Questi nanomateriali producono, infatti, minuscole cariche elettriche quando sono piegati grazie all’effetto piezoelettrico. Banalizzando molto, possiamo immaginare i minuscoli cavi costituiti da ossido di zinco come una serie continua di cristalli. Quando viene applicata una compressione, o una flessione, le cariche elettriche presenti sulle facce dei cristalli si riposizionano opponendo cariche positive a cariche negative. Ciò comporta una differenza di potenziale e la conseguente creazione di una corrente elettrica detta, appunto, piezoelettrica.
Dopo un anno di intense ricerche, Wang e i suoi colleghi sono riusciti a realizzare dei nanogeneratori – grandi appena tre millimetri quadrati – in grado di produrre circa 800 nanoampere e 20 millivolt.

Gli ottimi risultati ottenuti con i primi prototipi confermano quanto sia promettente questa nuova applicazione tecnologica. I ricercatori sono ora impegnati nella creazione di tessuti in cui combinare strati multipli di fibre all’ossido di zinco, per migliorare l’efficienza energetica del sistema e – naturalmente – i livelli di voltaggio. Un problema sembra, però, essere al momento insormontabile: il team di Wang non è ancora riuscito a sviluppare un impermeabilizzante in grado di preservare i tessuti dai normali cicli di lavaggio. Le fibre all’ossido di zinco sembrano non gradire particolarmente l’umidità. La compatibilità con la lavatrice andrà dunque migliorata…