Accumulo energetico ed economia circolare: ecco il minicondensatore biodegradabile
Un mercato in grande fermento quello dei piccoli dispositivi elettronici, microsistemi noti come MEMS (Micro Electro Mechanical System), elementi fondamentali per il m,ondo dell’Internet of Things e che rappresentano l’innovazione d’avanguardia della cosiddetta Industria 4.0. (Fonte immagine di Copertina: Empa)
Il forte incremento della domanda atteso per questa tipologia di dispositivi porterà con sé un’altra crescita esponenziale come quella delle fonti d’alimentazione.
Per evitare un futuro caratterizzato da cumuli di batterie e pile esauste, un team dell’istituto di ricerca svizzero Empa ha realizzato un innovativo mini condensatore biodegradabile. Il team, guidato da Xavier Aeby e Gustav Nyström, ha riadattato una comune stampate 3D alla produzione del suo speciale capacitor elettrolitico. Il segreto è nella ricetta degli inchiostri impiegati, uno speciale mix di materiali, atossici capaci di garantire buone prestazioni.
Il mini condensatore biodegradabile è composto da un substrato flessibile, sul quale è depositato uno strato conduttivo, un elettrodo e un elettrolita. A stampa 3D avvenuta, il dispositivo viene piegato su se stesso affinché l’elettrolita sia posizionato in mezzo. Come scrive la stessa Empa: “Il risultato è un miracolo ecologico. Il mini condensatore può già immagazzinare elettricità per ore e alimentare un piccolo orologio digitale”. Inoltre il nuovo dispositivo può sopportare migliaia di cicli di carica e scarica, garantendo la durata di anni, anche a temperature di congelamento e resistendo a stress come pressione ed urti.
Dulcis in fundo poi, il nuovo dispositivo messo a punto, arrivato a fine vita, può essere raccolto tra i rifiuti organici o gettato direttamente in una compostiera, dal momento che dopo due mesi si sarà disintegrato lasciando dietro di sé solo poche particelle di carbonio.
Il cuore di innovazione del nuovo dispositivo messo a punto dai ricercatori svizzeri risiede neI substrato di cui è composto fatto da una miscela di nanofibre e nanocrisatalli di cellulosa mescolati al glicerolo, con lo strato conduttivo costituito da grafite, nerofumo e gommalacca. L’elettrodo è composto dagli stessi materiali del substrato, insieme a carbone attivo e grafite ed infine, l’elettrolita è costituito da nanocristalli di cellulosa, glicerolo e sale da cucina.
Il nuovo mini condensatore biodegradabile potrebbe presto divenire un componente chiave nel mercato IoT (Internet delle cose).
Secondo i ricercatori Nyström e Aeby, “in futuro, tali prodotti potrebbero essere caricati velocemente, ad esempio utilizzando un campo elettromagnetico, e quindi fornire energia a sensori o un microtrasmettitori per ore”.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials (testo in inglese).
La Redazione di Ecquologia
