Nel prossimo futuro, le celle solari “zombi” potrebbero alimentare i dispositivi dell’Internet of Things (Internet delle Cose) senza ricorrere alla luce solare. Solo nel Regno Unito vengono sprecate fino a 30.000 tonnellate di batterie all’anno.
I dispositivi collegati a Internet necessitano di alimentazione. Ciò significa che è necessario collegarli, il che limita ciò per cui possiamo usarli o significa utilizzare delle batterie apposite. Quindi, man mano che l’Internet delle Cose cresce e si sviluppa vengono lanciati sempre più dispositivi e sensori abilitati a Internet; questo può produrre milioni di batterie extra che devono essere riciclate ogni anno, altrimenti verranno gettate via.
Nel Regno Unito, una famiglia utilizza già circa 21 batterie all’anno. In totale, ciò porta a un numero annuo da 20.000 a 30.000 tonnellate di rifiuti di batteria. Solo un numero molto ridotto di queste batterie viene riciclato (meno del 2% delle batterie usa e getta e circa il 5% di quelle ricaricabili) e le batterie più utilizzate finiscono in discarica.
Per evitare questo problema, un team di ricercatori sta sviluppando un nuovo tipo di cella solare intelligente in grado di adattarsi alla quantità di luce disponibile, il che significa che può funzionare in ambienti chiusi.
Un nuovo traguardo
Queste celle possono persino superare le versioni estremamente efficienti normalmente utilizzate per i viaggi nello spazio. Si basano anche su una sorprendente scoperta che alcune celle solari possono funzionare meglio quando l’elettrolita liquido incorporato in esse si asciuga. Per questo motivo, le chiamiamo “celle solari zombi”.
Quando l’elettrolita si asciuga, la cellula normalmente smette di funzionare. Ma non è quello che è successo quando la curiosità scientifica ha portato i ricercatori a misurare le celle solari “zombi” secche realizzate con un nuovo elettrolita basato su complessi di rame. Hanno scoperto che le cellule funzionavano meglio di quando erano piene di liquido.
Attualmente, il team di scienziati sta ancora studiando perché i complessi di rame solido funzionano meglio. L’ultima generazione di celle solari zombi può persino funzionare con luce ambientale artificiale anziché con la luce solare perché, come le piante, sono ottimizzate per assorbire le parti più ricche di energia della luce a cui sono esposte.
Queste celle solari interne hanno un’efficienza di conversione energetica dal 30% al 34% , anche quando aumentano le loro dimensioni a quelle di carte di credito o telefoni cellulari. In effetti, le celle sono così efficienti che raccolgono l’equivalente di una piccola batteria ogni pochi giorni.
Zombi intelligenti
I ricercatori ora usano questi nuovi collettori di luce per creare “zombi intelligenti“. Si tratta di dispositivi wireless che catturano la luce interna ad altissime efficienze. Sono abbastanza intelligenti da adattarsi alla quantità di luce disponibile durante l’esecuzione delle attività essenziali di un dispositivo IoT.
Utilizzando algoritmi di apprendimento automatico per determinare il modello di utilizzo ottimale, le celle intelligenti entrano in modo intermittente in modalità sospensione per risparmiare energia raccolta. Tendono a dormire di più quando è disponibile meno luce ed eseguono attività più essenziali quando è disponibile più luce.
Essere in grado di utilizzare una fonte di energia ambientale in modo così efficiente significa che possiamo sviluppare una nuova classe di dispositivi IoT che in precedenza non sarebbero stati pratici.
Questo apre la possibilità di dispositivi che possono essere d’aiuto in molte altre aree, da ordini automaticamente indirizzati a sensori in grado di rilevare quando tutti lasciano una stanza, ad esempio, per abbassare la temperatura.
