Pompa di calore al polso: il chip converte il calore in elettricità per IoT e sensori

Soprattutto con i piccoli sensori per uso domestico, anche una cella a bottone a volte dura un anno. Tuttavia, prima o poi devono essere sostituite. Questo vale per molti dispositivi intelligenti, che dipendono tutti da una fonte di alimentazione.

Bisogna stendere dei cavi o affidarsi a batterie o batterie ricaricabili, a volte combinate con celle solari. L'impegno richiesto è grande e la fattibilità economica è ampiamente discutibile.

È qui che entra in gioco un team di ricercatori dell'Università dello Utah. Anche senza luce solare, senza cavi e senza cambiare le batterie, dovrebbe essere garantita un'alimentazione permanente.

E nella "cella piroelettrochimica" (PEC), questa deriva dalla temperatura ambientale. Più precisamente, dalla sua fluttuazione. Le nanoparticelle contenenti titanio e bario sono incorporate in un tessuto sintetico poroso.

Inoltre, sono presenti i componenti classici di una batteria. Quando la temperatura aumenta o diminuisce, le proprietà elettriche del sistema cambiano, in modo che la variazione di potenziale generi una tensione. Un condensatore o una batteria ricaricabile convenzionale possono utilizzare questa tensione per immagazzinare elettricità, che a sua volta dà energia al dispositivo intelligente.

I PEC sviluppati in laboratorio possono ricavare 100 microjoule da un'area di un centimetro quadrato riscaldandola o raffreddandola una volta. Convertito, sarebbe 0,001 wattora.

In altre parole: laddove, ad esempio, le grandi celle a bottone rotonde, come quelle di questo sensore di contatto Zigbee, funzionano per un periodo compreso tra sei mesi e un anno, una cella energetica di questo tipo, che è ancora sperimentale, potrebbe già essere utilizzata. Ha le dimensioni giuste e fornisce energia sufficiente. Anche gli orologi da polso classici o il sensore di temperatura esterna potrebbero essere altri esempi.

Così come una pompa di calore o un frigorifero utilizzano l'elettricità e il lavoro tecnico per estrarre e trasferire il calore in un punto, la PEC genera elettricità dal cambiamento della temperatura ambientale. Tuttavia, si tratta di un processo puramente elettrochimico e non meccanico - quindi non si tratta di una pompa di calore, ma piuttosto di una batteria di calore.