Elettricità dall'acqua piovana anche in città: con un nuovo metodo accesi 12 LED per 20 secondi

Sfruttare l'energia pulita generata dalla pioggia anche in contesti urbani non è più un sogno lontano. Un nuovo studio pubblicato su ACS Central Science dimostra come sia possibile produrre elettricità a partire da gocce d'acqua simili a quelle piovane che scorrono all'interno di un tubo verticale. I ricercatori hanno ideato un sistema capace di generare abbastanza energia da alimentare 12 LED, aprendo nuove prospettive per la produzione di energia rinnovabile in ambienti urbani.

"L'acqua che cade attraverso un tubo verticale genera una quantità considerevole di elettricità utilizzando un particolare schema di flusso dell'acqua: il flusso a tappi (plug flow)", spiega Siowling Soh, autore dello studio. "Questo schema di flusso a tappi potrebbe consentire di raccogliere l'energia della pioggia per generare elettricità pulita e rinnovabile".

L'acqua che scorre attraverso un sottile tubo rivestito di polimeri in brevi flussi può produrre elettricità

Il principio si basa sul fenomeno della separazione di carica: quando l'acqua scorre su una superficie conduttiva, si generano cariche elettriche. Tuttavia, questo fenomeno è solitamente molto inefficiente, in quanto limitato alla sola superficie del canale. In passato si è tentato di aumentare l'efficienza utilizzando microcanali o nanocanali, ma questi richiedono il pompaggio dell'acqua, consumando più energia di quanta ne producano.

Il team di ricercatori ha deciso di adottare un approccio diverso, utilizzando canali più ampi compatibili con la caduta naturale dell'acqua piovana.

Il dispositivo progettato è semplice: l'acqua viene fatta gocciolare da un ago metallico all'interno di un tubo verticale di 32 centimetri di altezza e 2 millimetri di diametro. Le gocce, colpendo frontalmente l'imboccatura del tubo, generano un flusso a tappi - brevi colonne d'acqua separate da sacche d'aria. Mentre l'acqua scende lungo il tubo, le cariche elettriche si separano e vengono raccolte tramite fili posti all'estremità superiore del tubo e nella coppa di raccolta alla base.

Il sistema ha convertito oltre il 10% dell'energia potenziale dell'acqua in elettricità. Rispetto a un flusso d'acqua continuo, il flusso a tappi ha prodotto una quantità di elettricità superiore di cinque ordini di grandezza. Inoltre, poiché la velocità delle gocce è molto inferiore a quella delle gocce di pioggia reali, i ricercatori ritengono che il sistema potrebbe funzionare efficacemente anche con la pioggia vera.

In un ulteriore esperimento, hanno scoperto che facendo scorrere acqua in due tubi contemporaneamente o in successione, si otteneva il doppio dell'energia. Utilizzando quattro tubi, sono riusciti ad alimentare 12 LED in modo continuo per 20 secondi. Secondo gli autori, il sistema a flusso a tappi potrebbe rappresentare una soluzione ideale per contesti urbani come i tetti degli edifici, andando così a sommarsi alle altre tecnologie che permettono di ottenere energia rinnovabile dall'ambiente.