Energia dalla pioggia? Questi scienziati stanno lavorando su un pannello che genera elettricità dal deflusso dell’acqua

L’acqua può generare una carica elettrica fino a 10 volte superiore a quanto osservato fino ad oggi.

La notizia arriva da un gruppo di ricercatori dell’Università di Melbourne e della RMIT University, che ha osservato che, quando una goccia d’acqua rimane bloccata su un piccolo ostacolo o una superficie irregolare, la forza accumulata la fa “saltare o scivolare” oltre l’ostacolo, creando una carica irreversibile mai riportata prima.

Questo “salto”, definito “stick-slip“, apre la strada alla progettazione di materiali con elettrificazione controllata, con potenziali applicazioni che prevedono anche la produzione e l’accumulo di energia.

La carica dell’acqua

Il team, guidato dal Dr. Joe Berry e dalla Professoressa Amanda Ellis della Facoltà di Ingegneria e Tecnologia dell’Informazione, insieme al Dr. Peter Sherrell della RMIT University, ha pubblicato lo studio su Physical Review Letters, con il titolo “Irreversible charging caused by energy dissipation from depinning of droplets on polymer surfaces”.

Il Dr. Sherrell, il cui lavoro presso la School of Science della RMIT si concentra sulla cattura e l’utilizzo dell’energia ambientale, ha evidenziato che, sebbene la maggior parte delle persone noti l’acqua piovana che scivola su un finestrino o un parabrezza in modo casuale, pochi sanno che questo processo genera una piccola quantità di carica elettrica.

In questo studio, abbiamo dimostrato che la carica può essere generata quando il liquido entra in contatto con la superficie, passando da asciutto a bagnato, ed è 10 volte più intensa rispetto alla carica generata nel passaggio inverso. È importante sottolineare che questa carica non scompare. La nostra ricerca non ha identificato con precisione dove si accumuli la carica, ma mostra chiaramente che viene generata all’interfaccia ed è probabilmente trattenuta nella goccia mentre si muove sulla superficie.

ha spiegato il Dr. Sherrell.

Il metodo di ricerca

Il team ha studiato questo effetto utilizzando l’acqua e il politetrafluoroetilene, il materiale impiegato nel Teflon.

Si tratta di una plastica comunemente usata in tubazioni e materiali per la gestione dei fluidi, ma che non conduce elettricità, il che significa che la carica generata non può essere facilmente dissipata.

Per condurre l’esperimento, i ricercatori hanno misurato la carica elettrica e le aree di contatto create dalla diffusione e dalla contrazione delle gocce d’acqua su una piastra piatta di Teflon, simulando il movimento delle gocce sulla superficie.

Hanno utilizzato una telecamera speciale per catturare fotogrammi individuali delle gocce mentre aderivano e scivolavano sulla superficie, misurando simultaneamente il cambiamento della carica elettrica.

La quantità di carica può sembrare insignificante, ma questa scoperta potrebbe portare a innovazioni che consentono di potenziare o inibire la carica generata nelle interazioni tra liquidi e superfici in numerose applicazioni reali.

ha detto Shuaijia Chen, primo autore dello studio e ricercatore presso l’Università di Melbourne.

Applicazioni per la transizione energetica

Secondo il team, l’impatto di questa ricerca dipenderà dallo sviluppo di tecnologie commerciali in collaborazione con potenziali partner industriali.

I ricercatori intendono studiare il fenomeno dello “stick-slip” con altri tipi di liquidi e superfici e hanno in programma di esaminare come il movimento possa influenzare la progettazione dei sistemi di gestione dei fluidi, nonché di esplorare metodi per recuperare elettricità e accelerare la ricarica dai movimenti dei liquidi nei dispositivi di accumulo di energia.