Vibrazioni umane per caricare le batterie

Vibrazioni umane per caricare le batterie

L’Università del Wisconsin, quella di Sun Yat-sen in Cina e la University of Minnesota – Duluth, hanno sviluppato e presentato una soluzione per ricaricare le batterie dei dispositivi mobili sfruttando le vibrazioni con l’ambiente circostante. L’esempio portato alla stampa è quello del telefono che si ricarica nella nostra tasca mentre siamo in viaggio, convertendo l’energia delle vibrazioni generate dell’auto o del treno in energia per il cellulare.

La tecnologia alla base di questa figata è stata descritta nei dettagli nell’ultimo numero della rivista Advanced Energy Materials. Nel testo si legge di un nanogeneratore mesoporoso che sfrutta un materiale piezoelettrico chiamato fluoruro di polivinile (PVDF) per generare energia elettrica da una forza meccanica – come la vibrazione. Il lavoro dei ricercatori è stato quello di inserire nanoparticelle di ossido di zinco in una pellicola ultrasottile di PVDF per creare una struttura formata da pori interconnessi (mesapori, appunto) capace di trattenere l’energia e comportarsi come farebbe una spugna. Il difficile, pare, è trovare le dimensioni giuste per questi pori.

Questo materiale spugnoso, questa sorta di membrana, sarebbe anche facilmente applicabile su superfici curve o non regolari (come quelle dei telefoni) e potrebbe sfruttare il peso del dispositivo per favorire quella vibrazione, quello strofinare sui nostri tessuti che darebbe il via ai nanogeneratori e da lì alla conversione di energia.

Da quel che si legge, la semplicità del design e del processo di fabbricazione si prestano a molti usi. Anche senza dover integrare la struttura direttamente sullo smartphone, si potrebbe pensare all’uso in una cover apposita o su una superficie più grande capace di ricevere vibrazioni più complesse. Oppure, al contrario, visto anche lo spessore ridicolo della pellicola/spugna, si potrebbe puntare ad avere dei dispositivi indossabili auto-alimentati, che so un Fitbit che sfrutta le vibrazioni generate dalla nostra corsa per alimentare la sua batteria interna.

Questa è chiaramente una spiegazione grossolana e approssimativa, ma per maggiori dettagli (anche tecnici) potete leggere l’articolo pubblicato su Advanced Energy Materials. Se riuscite a capirci qualcosa in più, lasciate un commento sotto e fatemi sapere. Sarebbe interessante informarsi maggiormente su questi aspetti della tecnologia, piuttosto che sull’ultima versione del giochino per Android o sul nuovo menù contestuale di Windows. Incentivare la conoscenza di nozioni più complesse e capire realmente quelli che potrebbero essere i benefici portati delle tecnologie future (veri benefici, non l’ennesima CPU XXX-Core), sarebbe una gran bella cosa. E sono certo che alla lunga finirebbe per rendere molto meno markettare le fiere di tecnologia.

  • Maurizio Mugelli

    considerando che la prima legge della termodinamica non mi risulta sia stata abrogata dal governo renzi, se usi le vibrazioni di un’auto o di un treno per caricare il cellulare vuol dire che quell’auto o quel treno consumera’ piu’ carburante , ovvero stai convertendo carburante in energia elettrica in un modo estremamente poco efficiente.
    ma usare il caricabatterie che hai fisso attaccato alla presa accendisigari?

    • http://www.eeevolution.it/ Riccardo P

      Avevi così tanta furia di trollare che hai finito per leggere male l’articolo! :) Non sfrutta le vibrazioni dell’auto, ma quelle tra te e lui. Poi, è chiaro, ci sono modi più svelti adesso, ma dubito che il caricatore cinese da accendisigari possa finire su Advanced Energy Materials. Dai un’occhiata all’articolo per farti un’idea: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201300654/abstract

      • Maurizio Mugelli

        err… non capisco la risposta, in che senso?
        ” L’esempio portato alla stampa
        è quello del telefono che si ricarica nella nostra tasca mentre siamo
        in viaggio, convertendo l’energia delle vibrazioni generate dell’auto o
        del treno in energia per il cellulare.”

        • http://www.eeevolution.it/ Riccardo P

          Sì, ma se continui a leggere poi capisci che la forza meccanica da trasformare non è quella delle ruote che girano ma è la vibrazione dell’ambiente circostante. L’esempio del viaggio in auto è per raffigurare una situazione comune, ma puoi produrre vibrazioni anche sbattendo la testa contro un muro.

          • Maurizio Mugelli

            heh siamo daccordo, il potenziale della tecnologia e’ affascinante (piu’ che altro per microsistemi autonomi) stavo commentando soltanto l’esempio riportato.
            comunque all’atto pratico la questione non cambia, se hai un sistema che assorbe energia cinetica questa da qualche parte deve venire, se te lo leghi alle caviglie mentre corri in pratica diventa come correre sempre in salita.
            il che se vuoi ottimizzare calorie bruciate/tempo puo’ anche essere una buona idea ma e’ comunque una cosa da considerare.

            • Fabrizio Silveri

              Se consideri un cellulare che sballotta nella tasca mentre corri, capisci che è possibile eccome senza dover per forza consumare di più altrove.

              • Maurizio Mugelli

                in quel caso l’energia generata sarebbe minima, di sicuro non ci ricarichi batterie da svariate Ah
                dopotutto non puo’ generare piu’ energia di quanto ne riceve, no?

              • Fabrizio Silveri

                Ma infatti l’inghippo sta proprio lì: si può generare abbastanza energia da tenere carica una batteria?
                La risposta non la so, ma rimane il fatto che il problema sta proprio nel recuperare l’energia CHE ALTRIMENTI ANDREBBE PERSA, perché altrimenti tutto il discorso, ovviamente, non ha il minimo senso.

              • http://www.eeevolution.it/ Riccardo P

                La parte interessante della ricerca non è la capacità di convertire vibrazioni in energia, ma di farlo con una pellicola modellabile e sottilissima, quindi adatta a smartphone, wearables e simili.

              • Fabrizio Silveri

                Certo che si, se la pellicola fosse più spessa del cellulare non avrebbe senso, però si stava parlando della fattibilità fisica, mentre il farlo con una pellicola più o meno spessa è un “semplice” problema ingegneristico! ;)

              • liltee89

                In realtà una bella parte di energia viene dissipata in vari modi (calore, fotoni che non arrivano ai tuoi occhi, etc etc). La stessa che dissipiamo noi camminando (col calore, con il movimento delle braccia), perciò se si sfrutta questa energia dissipata, non si va in contro a nessun principio della termodinamica ;) certo non è un metodo alternativo alla batteria, ma può aiutare ad aggiungere quell’oretta in più di autonomia o a non farci lasciare a piedi dall’amato smartphone…

    • ciccio35

      le vibrazioni in auto o in treno possono anche venire dall’esterno, dovute al percorso che sti facendo. Inoltre per quanto tu sia bravo nel bilanciare le varie coppie dovute all’inerzia degli alberi eccetera un minimo rimane sempre.
      bisognerebbe capire più che altro quale sia l’intensità delle vibrazioni necessarei per la ricarica

      • Maurizio Mugelli

        si, e’ possibile integrare un sistema del genere direttamente nelle sospensioni per trasformare in energia soltanto le vibrazioni indesiderate senza ridurre l’efficienza del moto, le applicazioni sono interessanti ma l’esempio riportato e’ terribile, al pari dei geni che vorrebbero mettere meccanismi del genere nell’asfalto dell’autostrada per generare energia o turbine ai fianchi per recuperare il vento generato dalle auto

    • GZ

      (Senza voler mancare di rispetto a nessuno) NO COMMENT su quanto detto sulle leggi della fisica ecc… Se riesco a ricaricare qualcosa con le vibrazioni non consumo più carburante… Semplicemente dissipo meno energia… Non serve insegnare al MIT di Boston per saperlo, senza scomodare Renzi ecc…

      • Maurizio Mugelli

        sei sicuro che quell’energia sia energia dissipata, non necessaria al moto dell’auto?
        dopotutto ci sono gia’ gli ammortizzatori per eliminare le oscillazioni dell’auto indesiderate, quel che rimane presumibilmente serve per mantenere la corretta aderenza.
        e’ un po’ lo stesso problema (in scala piu’ piccola) che hanno i propositori di mettere turbine ai bordi autostrada per recuperare l’energia dello spostamento d’aria dei veicoli – in apparenza tutta quella energia va sprecata, in pratica l’energia necessaria per spostare l’aria consumata da un auto viene gia’ recuperata da quella successiva che ne dovra’ consumare meno, se si elimina quest’effetto i consumi salgono molto piu’ di quanto le turbine possono generare.

        • Fabrizio Silveri

          Si parla di VIBRAZIONI, non di movimenti netti.
          Il fatto che il treno sobbalzi non aiuta in nessun modo il moto del treno, anzi, assorbire quelle vibrazioni è quello che si cerca di fare per migliorare il confort di viaggio… senza nessun effetto sull’efficienza del movimento!
          Del resto è anche normale che sia così, stiamo parlando di moti ortogonali, quindi per definizione indipendenti! ;)
          ….per inciso, la stessa cosa di può dire anche per le turbine in autostrada o i sistemi piezoelettrici nell’asfalto, che se ben posizionati possono creare energia senza toglierla alle auto… non è moto perpetuo, è solo uno sfruttamento oculato delle leggi della fisica! ;)

    • Fabrizio Silveri

      No, la termodinamica non è ancora stata abrogata (purtroppo per me che la devo studiare), ma la termodinamica dice semplicemente che non esiste il moto perpetuo quindi quell’energia deve provenire da qualche parte; ma il metodo che hanno descritto, se funziona, tutto fa meno che produrre energia, anzi, usa quella che altrimenti andrebbe persa!
      Poi può essere benissimo che tutto lo studio sia una stupidaggine di proporzioni clamorose (ho letto articoli che sostenevano come “evidenti” cose che non stavano né in cielo né in terra e che soprattutto non reggevano alla prova dei fatti), ma che sia impossibile o che porti ad un consumo maggiore non è vero!

  • Alessandro

    Non so valutare il peso degli esperimenti nell’articolo, ma come concetto non mi sembra distante dagli orologi che si ricaricano meccanicamente, hanno uno spicchio di cerchio (spesso visibile nel retro) libero di girare per il semplice movimento del polso durante la giornata. è energia cinetica che viene sfruttata in qualche modo… ma per quanto più complesso possa essere il sistema, resto dubbioso che si possa creare una quantità apprezzabile di energia

  • Sergio

    Sono indeciso se sostenere questa tecnologia o meno. E se poi i nostri governanti la usassero come scusa per non riparare più le strade ? :D

    • enry

      Ahahahah…