Ricercatori creano un tessuto riciclando il polistirene che genera energia con le correnti d’aria

I ricercatori dell’Università RMIT di Melbourne, in Victoria, Australia, in collaborazione con l’Università Tecnica di Riga, Lettonia, hanno scoperto un metodo per produrre elettricità statica utilizzabile. Questa elettricità viene generata sfruttando l’energia di scarto dei condizionatori d’aria e di altri sistemi di ventilazione.

I ricercatori hanno affermato che l’innovativa pezza sottile, costituito da più strati di polistirene, ciascuno dello spessore di un decimo di un capello umano, è in grado di produrre energia eccitandosi con il passaggio dell’aria. Basta un semplice soffio per permettere di raccogliere energia. .

Energia dallo scarico  dei condizionatori d’aria

“È possibile raccogliere energia dagli scarichi turbolenti delle unità di condizionamento dell’aria, che potrebbe ridurre il fabbisogno energetico fino al 5% e, in ultima analisi, ridurre l’impronta di carbonio del sistema”, ha dichiarato il dottor Peter Sherrell, ricercatore principale dell’RMIT.

I ricercatori hanno sottolineato che la tensione più alta che i dispositivi sono stati in grado di produrre negli esperimenti è stata di circa 230 volt, una tensione paragonabile a quella della rete elettrica nelle case, anche se con una potenza molto inferiore.

Sherrell ha sottolineato che i numeri più grandi derivano da una compressione e da una separazione, “dove si hanno velocità più elevate e movimenti più grandi, mentre i movimenti più piccoli generano meno energia”.

Il dottor Peter Sherrell con il tessuto elettrostatico in polistirene. Credit: Seamus Daniel, RMIT

Si potrebbe raccogliere più energia con strati aggiuntivi di polistirolo

“Questo significa che, oltre ai condizionatori d’aria, l’integrazione dei nostri patch in aree ad alto traffico come le passerelle sotterranee potrebbe integrare l’approvvigionamento energetico locale senza creare una domanda aggiuntiva sulla rete”, ha detto Sherrell.

Ha inoltre sottolineato che si potrebbe raccogliere più energia con ulteriori strati di polistirolo.

I ricercatori hanno anche affermato che il fatto che il polistirene impieghi 500 anni per decomporsi in discarica rende questi dispositivi davvero stabili e in grado di continuare a produrre elettricità per molto tempo.

Pubblicato su Advanced Energy and Sustainability Research, lo studio descrive l’upcycling dei rifiuti di PS espanso o schiumato in laminati triboelettrici (TL) elettromeccanicamente reattivi. Un modo per riciclare prodotti altrimenti inquinanti.

I ricercatori hanno affermato che i TL possiedono dipoli triboelettrici interni che offrono un’alternativa ai fluoropolimeri ferroelettrici e, quando vengono prodotti in nanogeneratori triboelettrici (TENG), sono in grado di generare oltre 200 V e 12 μA dal movimento.

L’accumulo di energia è reso possibile dall’elettrofilatura di strati alternati di fibre di polistirene di piccolo e grande diametro, che al momento dell’attrito stabiliscono un momento di dipolo effettivo all’interno del TL, secondo i ricercatori.

Come il polistirene viene trasformato da piccoli bozzi a tessuto che riesce a gneerare con un effetto elettrostatico

“Il PS-TENG mostra una notevole stabilità ed è in grado di caricare un condensatore da 0,47 μF a 15 V in 200 s di vibrazione dall’elettrificazione per contatto dello stesso materiale, con test piezoelettrici in modalità contatto che dimostrano che un singolo laminato di PS è paragonabile ai fluoropolimeri piezoelettrici di ultima generazione per la conversione elettromeccanica complessiva”, hanno detto i ricercatori nello studio.

Il fenomeno dell’elettricità statica è stato osservato per migliaia di anni ed è ben compreso su scala macroscopica, ma è rimasto un mistero su scala nanometrica – fino ad ora, secondo un comunicato stampa dell’RMIT.

“Abbiamo scoperto come far sfregare le parti interne del polistirene riformato l’una sull’altra in modo controllato, facendo sì che tutte le cariche si muovano nella stessa direzione per produrre elettricità. Negli ultimi anni siamo riusciti a capire meglio cosa sta succedendo”, ha dichiarato Sherrell.