Energia dal calore umano, come funzionano i dispositivi termoelettrici indossabili

I dispositivi termoelettrici indossabili trasformano la differenza di temperatura tra il corpo umano e l’aria circostante in energia elettrica. In altre parole, questi dispositivi catturano il calore emesso dalla pelle e lo convertono in energia utilizzabile, consentendo di alimentare dispositivi a bassa energia come smartwatch, monitor della frequenza cardiaca o persino sistemi di raffreddamento.

“Questi dispositivi termoelettrici flessibili possono essere indossati comodamente sulla pelle, dove convertono efficacemente la differenza di temperatura tra il corpo umano e l’aria circostante in elettricità”, ha spiegato a Euronews il professor Wenyi Chen, autore principale di uno studio sul progresso tecnologico.

Energia rinnovabile da calore? Ancora presto per il mercato

Tuttavia, come in ogni innovazione, ci sono delle sfide da superare prima che questa nuova forma di energia rinnovabile possa trovare spazio nel mercato: flessibilità limitata, costi elevati, difficoltà nella produzione e prestazioni insufficienti.

Tradizionalmente, i prototipi termoelettrici sono costruiti con tellururo di bismuto, un semiconduttore ben adatto a convertire il calore in elettricità per applicazioni a bassa potenza, come i monitor della temperatura o del movimento.

Il team della QUT ha fatto un passo in avanti introducendo dei minuscoli cristalli chiamati “nanobinders”, che formano uno strato consistente di fogli di tellururo di bismuto. Grazie a questa innovazione, è stato creato un film stampabile di dimensioni A4 che offre prestazioni termoelettriche senza precedenti, grande flessibilità, scalabilità e un costo contenuto. Questo lo rende uno dei migliori materiali termoelettrici flessibili disponibili oggi.

“Abbiamo creato un film stampabile di dimensioni A4 con prestazioni termoelettriche record, flessibilità eccezionale, scalabilità e basso costo, rendendolo uno dei migliori termoelettrici flessibili disponibili”, afferma il professor Chen.

Per realizzare questo, è stata utilizzata una tecnica chiamata “sintesi solvotermica”, che forma nanocristalli in un solvente sotto alta temperatura e pressione. Il film è poi stato stampato in serigrafia, una tecnica che consente la produzione su larga scala, prima di essere riscaldato fino al punto di fusione per legare insieme le particelle.

I potenziali campi di applicazione della tecnologia

Le applicazioni di questa tecnologia sono molteplici e i ricercatori della QUT vedono potenzialità in vari settori. Oltre a rendere possibili dispositivi indossabili come gli smartwatch, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per raffreddare i chip elettronici, adattandosi a spazi ridotti come quelli degli smartphone e dei computer per migliorare l’efficienza operativa.

“Altre applicazioni potenziali vanno dalla gestione termica personale, dove il calore corporeo potrebbe alimentare un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento d’aria indossabile”, aggiunge il professor Chen.

Questo dispositivo termoelettrico flessibile potrebbe anche essere utilizzato per raffreddare i chip nei computer e negli smartphone, migliorando le prestazioni.

Con queste innovazioni, il futuro dei dispositivi indossabili potrebbe non dipendere più solo dalle tradizionali font3i di energia, ma anche dall’energia che ogni persona può generare semplicemente camminando. Un passo importante verso un mondo più sostenibile.

Nanobinders advance screen-printed flexible thermoelectrics | Science https://t.co/2VvV86JyBj

— Almatec Med and Social (@ALMATEC_SOCIAL) December 16, 2024