Un team di ricercatori del MIT e dell’università di Madrid ha sviluppato un sistema flessibile che può trasformare le onde elettromagnetiche in energia elettrica. Si tratta di una struttura integrabile in tessuti, coperture per oggetti - come la carta da parati - o potenzialmente anche in pillole ingeribili.
Alla base del progetto c’è l’antenna rettificante, vale a dire la rectenna di cui abbiamo già parlato qualche tempo fa a proposito dei pannelli solari con efficienza del 90%. In questo caso però il dispositivo può generare elettricità da radiazioni elettromagnetiche come i segnali Wi-Fi o il Bluetooth, mentre i pannelli solari di NovaSolix raccolgono energia solare.
L’antenna rettificante cattura le onde elettromagnetiche e le trasforma in corrente continua, sfruttando un semiconduttore bidimensionale che garantisce la flessibilità del supporto. Parliamo di quantità di energie piccolissima, circa 40 microwatt, sufficienti però a far funzionare dispositivi microscopici o a far accendere un LED.
Non si tratta di una tecnologia nuova, la antenne rettificanti esistono da decenni. L’elemento nuovo è il supporto flessibile, che potenzialmente permette di trasformare qualsiasi cosa in un generatore. Ricoprire le pareti di casa, per esempio, potrebbe permetterci di caricare gratuitamente lo smartphone; e con un impatto ambientale pari a zero.
Interessanti anche le applicazioni in ambito medicale, perché permetterebbe di fabbricare dispositivi ingeribili privi di batterie al litio, quindi senza il rischio che fuoriescano sostanze tossiche.
L’altro vantaggio di questo approccio, oltre alla flessibilità, sta nei costi ridotti rispetto a soluzioni precedenti. I ricercatori hanno scelto il bisolfato di molibdeno (MoS2), una sostanza con uno spessore di soli 3 atomi che, esposta a stimolo chimico, forza una transizione di fase tra un semiconduttore e il materiale metallico - agendo quindi come un semiconduttore.
Si parla infatti di diodo Schottky, un diodo caratterizzato dall’alta velocità e che rende possibile “catturare” onde ad alta frequenza, maggiore rispetto ad altri progetti di antenna flessibile, arrivando nell’ordine dei GHz (quella del vostro router Wi-Fi è a 2,4 oppure 5 Ghz).
“Questo design ci ha permesso di realizzare un dispositivo completamente flessibile, abbastanza veloce da coprire la maggior parte delle frequenze usate nel nostro quotidiano, compresi Wi-Fi, Bluetooth, rete cellulare LTE e molti altre”, spiega infatti l’ingegnere del MIT Xu Zhang. Un vantaggio a cui si aggiungono appunto i bassi costi di produzione.
“Abbiamo realizzato un nuovo modo di alimentare i dispositivi elettronici del futuro, raccogliendo l’energia del Wi-Fi in un modo facile da integrare in vaste aree, per portare intelligenza in ogni oggetto intorno a noi”, commenta Tomás Palacios del MIT/MTL Center for Graphene Devices and 2D Systems in the Microsystems Technology Laboratories.