Un nuovo strumento trasforma l’acqua in energia ed è anche un sensore antincendio

Roma – Uno strumento che trasforma l’acqua in energia e funge anche da sensore antincendio. È quanto sviluppato da un team di ricerca guidato dalla Chung-Ang University, Corea del Sud, che ha pubblicato i propri risultati su Chemical Engineering Journal. L’autore principale Byungil Hwang ha dichiarato: “Il nostro sistema idrovoltaico (HV) può produrre fino a poche decine di microwatt, rendendolo perfetto per applicazioni su piccola scala come rilevatori di incendio e sistemi di monitoraggio sanitario. Questo sistema è autosufficiente, richiede solo pochi millilitri di acqua e ha un tempo di risposta rapido”. I sistemi HV sono costituiti da substrati idrofilici ricoperti da uno strato nanoporoso con una superficie altamente carica in grado di attrarre protoni dall’acqua. Quando immersi in acqua, i protoni vengono attratti dalla superficie carica negativamente della nanostruttura, formando un doppio strato elettrico (EDL). L’EDL è costituito da due strati paralleli di cariche opposte su entrambi i lati di una superficie, in questo caso, la nanostruttura del sistema HV. L’evaporazione, causata dall’aumento della temperatura dovuto alla luce visibile o alla luce infrarossa o a un incendio, agisce come forza motrice, facendo sì che l’acqua scorra da questa regione immersa a quella non immersa tramite azione capillare. Questo flusso d’acqua genera un’asimmetria di densità protoniche, causando una differenza di potenziale lungo la direzione del flusso, nota come potenziale di streaming, che può quindi essere sfruttata per produrre elettricità. Il dispositivo proposto nello studio utilizza cotone di scarto integrato con Triton X-100 e PPy, denominati collettivamente CPT, come strato nanoporoso. Questo strato CPT è posizionato in un tubo cilindrico con elettrodi in alluminio resistenti alla corrosione a entrambe le estremità, parte dei quali è immersa in acqua. Il colore nero di PPy migliora l’assorbimento della luce e quindi l’evaporazione sull’estremità non immersa, mentre Triton X-100 induce un’elevata carica superficiale nell’EDL, facilitando una generazione di alta tensione. Questo design consente la generazione di elettricità semplicemente illuminando il dispositivo con la luce. I test hanno rivelato che il dispositivo può generare una tensione massima di 0,42 Volt e 16-20 microampere di corrente sotto luce infrarossa. Come dispositivo di rilevamento incendi, mostra un tempo di risposta rapido di 5-10 secondi. Inoltre, ha mantenuto un’eccellente stabilità per 28 giorni di test continui, senza corrosione o degradazione delle prestazioni, indicando una fattibilità a lungo termine. Ha anche funzionato in modo robusto in vari ambienti. ” Questa è la prima dimostrazione dell’uso di un sistema idrovoltaico in un’applicazione di rilevamento incendi “, osserva il Prof. Hwang. ” Il nostro sistema HV ha il potenziale per essere una fonte di energia sostenibile per vari sistemi di sensori, come sistemi di monitoraggio sanitario e ambientale che richiedono un funzionamento ininterrotto”.(30Science.com)