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41 - ELETTRONICA OGGI 448 - SETTEMBRE 2015
ranee persino 10,4W con una corrente massima di
3,2A. La versatilità di questa tecnologia ha spinto
gli esperti VTT a realizzare dei prototipi di foglie fo-
tovoltaiche stampate sulla perovskite che migliora
ulteriormente l’efficienza della conversione elettri-
ca insieme alla robustezza meccanica e introduce
il preziosissimo valore aggiunto della quasi totale
riciclabilità. I risultati sono buoni e consentono di
prospettare incoraggianti pronostici per questa
simpatica soluzione di energy harvesting.
Piezoelettrici più efficienti
L’ossido di zinco (ZnO) è noto come piezoelettri-
co ideale per realizzare dispositivi di energy har-
vesting capaci di generare una tensione elettrica
proporzionale alla compressione o alla depressio-
ne applicata alle sue estremità.
a
sviluppato una tecnica costruttiva che consente di
frapporre a due strati di ZnO uno strato interme-
dio di nitrato di alluminio AlN e comporre il tutto
in una struttura verticale detta Vertically Integrated
NanoGenerator (VING) che, rispetto ai dispositivi
piezoelettrici in ZnO, moltiplica di circa 200 volte
il rendimento della conversione energetica. Grazie
all’innalzamento della costante dielettrica comples-
siva, si può ottenere in questo modo persino 1 Volt
rispetto ai circa 5 mV dei dispositivi analoghi. Que-
sto vantaggio permette di realizzare dispositivi di
energy harvesting indossabili capaci di alimentare
sistemi sofisticati come sensori medicali con front-
end wireless, accessori consumer connessi agli
smartphone, sensori di parametri critici in ambienti
fortemente inquinati e mille altre applicazioni simili.
Uno studio condotto congiuntamente nei laboratori
della i Taiwan e
dell i Berkeley ha di-
mostrato la possibilità di aumentare il rendimento
dei piezoelettrici composti da PVDF (poli vinilidene
fluoruro) e PMLG (poli γ-metil L-glutammato) se li si
fabbrica con un processo di elettrofilatura a campo
vicino (near-field electrospinning, NFES), ossia con
una filatura indotta applicando un campo elettro-
statico a distanza molto ravvicinata dal materiale
composito, che viene così trasformato in lunghi fi-
lamenti con diametro di qualche micron. In questo
modo i ricercatori hanno realizzato dei piezoelettri-
ci micrometrici elastici e robusti con tolleranza agli
stress fino a 27,47 MPa e
modulo di Young di 2,77
GPa, in grado di fornire
0,08V e 637,81 pW con
un’efficienza di conver-
sione dello 3,3%. Questi
valori decuplicano le pre-
stazioni dei piezoelettrici
PVDF/PMLG ottenuti con
altri processi e ne miglio-
rano la competitività ap-
plicativa.
Radiofrequenza utile
Come è noto, si vive in un
bombardamento infinito
di onde elettromagneti-
che prodotte da miliardi
di sorgenti perché, oltre alle cellule per i telefonini,
comprendono anche le stazioni televisive, i colle-
gamenti satellitari e il crescente numero di termina-
li industriali e militari connessi in una moltitudine
di reti wireless. Gran parte si trovano nella banda
della radiofrequenza tipicamente compresa fra una
manciata di kHz e due/tre centinaia di GHz ,che cor-
rispondono a una lunghezza d’onda che va da un
centinaio di chilometri a una manciata di millimetri.
Oltre ad augurarsi che non danneggino la salute,
tuttavia, è possibile cercare di sfruttare l’energia
con cui riempiono l’etere per trarne l’alimentazione
per piccoli dispositivi.
è nata proprio allo scopo di progettare
e sviluppare tecnologie per l’energy harvesting, fra
cui la soluzione Powerharvester, pensata per con-
vertire l’energia delle radiazioni RF in tensione con-
tech-focus
ENERGY HARVESTING
il riutilizzo dell’energia
Fig. 2 – Gli alberelli fotovoltaici VTT in polimero organico
plastico con elevata resa energetica e pregevoli forme
decorative consentono la ricarica dei palmari e l’alimen-
tazione degli apparecchi IoT
Fig.3–Powerharvester
P2110B di Powercast
può catturare l’energia
dispersa dalle radia-
zioni RF e trasformarla
in mW elettrici utiliz-
zabili per alimentare
apparecchi domestici e
applicazioni IoT