La nostra pelle è una batteria per caricare il telefono

di Andrea Begnini

17/03/2021

Immagine tratta dal sito Science Advances

Si stima che la quantità di rifiuti elettronici prodotti nel 2021 possa raggiungere oltre i 52 milioni di tonnellate. E si tratta di una particolare tipologia di rifiuti che non viene ancora adeguatamente riciclata, così continua a generare una enorme produzione di scarti di metalli pesanti e di altre sostanze pericolose, tanto per l'ambiente quanto per la salute dell'uomo. Questa sterminata massa di rifiuti elettronici è direttamente correlata anche alla necessità di rifornire costantemente di energia i nostri dispositivi tecnologici senza i quali sembra che non riusciamo più a vivere. Stiamo parlando, in sostanza, di batterie e ricariche in grado di mantenerci sempre connessi e online, anche in mobilità. In questo senso, quello su cui si sta cercando di lavorare sono le fonti di energia e, in un'ottica di circolarità, una delle più trascurate è l'essere umano stesso. Manteniamo, certo con un'alimentazione costante del meccanismo, una temperatura corporea attorno ai 36/37 gradi, una sorta di piccola fonte di calore che, attualmente, offre interessanti prospettive di sfruttamento. Jianliang Xiao, professore associato al dipartimento di Ingegneria Meccanica della University of Colorado Boulder, ha presentato sulla rivista Science un dispositivo indossabile capace di trasformare l'energia dispersa dal corpo umano attraverso la pelle in energia elettrica pronta all'uso. L'uomo come batteria chimica, in sostanza e questo sfruttando un materiale sintetico altamente elastico, la poliammina, in grado di essere rigenerabile, ricaricabile e anche riciclabile. Fino a produrre una sorta di metallo liquido alla base di dispositivi in grado di fungere da accumulatori di energia grazie alle loro deformabilità, all'elevata conducibilità elettronica e alle proprietà elettrochimiche.

Il dispositivo indossabile, chiamato generatore termoelettrico (TEG), trasforma il calore del corpo in energia elettrica ed è indossabile in un anello, oppure, in futuro, in forma di un orologio da polso o anche più grande in funzione della potenza che si desidera generare. Il dispositivo va ovviamente indossato a contatto con la pelle riuscendo a convertire il calore corporeo in elettricità mentre, allo stesso tempo, il lato esposto all'esterno è in grado di assorbire l'energia solare. Ha dichiarato il dottor Jianliang Xiao: “In futuro, vogliamo essere in grado di alimentare l'elettronica indossabile senza dover includere una batteria. Ogni volta che si utilizza una batteria, sarà sempre necessario sostituirla perché prima o poi si esaurirà. La cosa bella del nostro dispositivo termoelettrico è che puoi indossarlo e ti fornisce una potenza costante”.

Il generatore termoelettrico sfrutta la differenza di temperatura tra il nostro corpo e l'aria circostante per trasformare tale differenza di temperatura in energia. Ci usa come una sorta di pompa di calore catturando la dissipazione del calore corporeo e incanalandola attraverso una barriera ultrasottile. Se usciamo, per esempio, a fare footing, soltanto il 25 per cento dell'energia impiegata nello sforzo fisico viene sfruttata per correre, il resto è disperso sotto forma di calore nell'ambiente circostante, fino a 700 Watt, quanto basterebbe per alimentare un piccolo forno a microonde. Tali dispositivi indossabili possono generare circa un volt di energia per ogni centimetro quadrato di pelle, ancora poco rispetto alle batterie attualmente esistenti ma, in futuro, espandendo le dimensioni dei dispositivi, oggetti simili agli attuali smartwatch punteranno a eliminare la necessità nell'utilizzo di batterie per dispositivi di comunicazione come per pacemaker o altri impianti che hanno bisogno di energia elettrica per funzionare. Conclude Xiao: “Stiamo lavorando per rendere il nostro prototipo sempre più economico e affidabile e soprattutto con un impatto ambientale il più possibile vicino allo zero. L'auspicio è quello di portare sul mercato il device entro 5-10 anni”.

Per saperne di più: https://advances.sciencemag.org/content/7/7/eabe0586

Tag: economia circolare generatore termoelettrico Science University of Colorado Boulder