Creato un generatore elettrico a umidità che si degrada in modo sicuro nel terreno o nell'acqua, contribuendo a un'elettronica circolare e sostenibile
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L’importanza del Mini Energy Harvesting
Una delle ultime tendenze nella ricerca dedicata alla raccolta di energia ambientale è costituita dai generatori elettrici a umidità. Si tratta di dispositivi ancora sperimentali, capaci di trasformare le variazioni di vapore acqueo presente naturalmente nell’aria in un output elettrico.
La tecnologia è nata con uno scopo preciso, che poco a che fare con le esigenze dei sistemi elettrici nazionali: questi generatori, così come tutta la branca di soluzioni per il micro o mini Energy Harvesting, sono pensati per supportare la nuova ondata di elettronica indossabile, distribuita (ad es. i sensori ambientali) o temporanea (ad es. i dispositivi medici riassorbibili).
In questo campo sta crescendo l’esigenza di reperire fonti o tecnologie di alimentazione che rimpiazzino le tradizionali batterie, sia per una questione di praticità che per una di sostenibilità. In molti casi, infatti, la raccolta e il riciclo delle batterie a fine vita rappresentano un problema – aggravato dai volumi dei prodotti monouso come i cerotti elettronici – e per alcune applicazioni il recupero può addirittura essere irrealizzabile.
Come funziona il generatore elettrico a umidità?
In questo ambito i MEG, acronimo delle parole inglesi “moisture-enabled electric generators”, stanno acquistando una certa notorietà. Merito di un processo semplice e dell’utilizzo di materiali ampiamente disponibili e atossici.
Questa tecnologia funziona assorbendo nelle sue zone più idrofile molecole d’acqua dall’aria circostante o, come nel caso dei cerotti elettronici, dalla pelle. Il processo libera e mette in movimento ioni e protoni e, dal momento che l’acqua si distribuisce e poi evapora in modo non uniforme all’interno del dispositivo, crea una differenza di concentrazione che spinge queste cariche a muoversi in un’unica direzione. Collegando un circuito esterno, questo flusso di cariche si trasforma in una corrente elettrica continua, che in molti dispositivi viene stabilizzata e prolungata nel tempo grazie alle reazioni chimiche sugli elettrodi.
Il MEG a base di gelatina, sale e carbone attivo
Un gruppo di ricercatori della Queen Mary University, dell’Università di Warwick, dell’Imperial College di Londra e dell’Universitas Mercatorum ha messo mano alla struttura base del generatore elettrico a umidità per renderlo ancora più sostenibile. Il team ha impiegato materiali ad uso alimentare, tra cui gelatina, sale da cucina e carbone attivo al posto dei tradizionali polimeri sintetici, per realizzare un MEG stabile ma al tempo stesso biodegradabile.
Per realizzare il dispositivo, gli scienziati hanno usato un processo di auto-stratificazione indotta dall’essiccazione, depositando tutti i materiali assieme con l’aggiunta di acqua. Man mano che il film si asciuga, infatti, i materiali si separano da soli in due strati sovrapposti e diversi tra loro. Il primo è composto da gelatina e sali, e serve ad assorbire l’umidità dell’aria; l’altro è ricco di carbone attivo e fornisce il trasporto direzionale integrato. Questa struttura asimmetrica crea una sorta di “corsia preferenziale” interna, favorendo così il continuo ciclo di assorbimento ed evaporazione dell’acqua e garantendo così un flusso costante di cariche elettriche.
Quanta energia genera il generatore a umidità?
Il MEG così realizzato ha dimostrato di saper generare una corrente elettrica continua e stabile di circa 1 volt per periodi superiori a 30 giorni. E collegando più unità in serie, il team di ricerca ha ottenuto prestazioni scalabili fino a 90 volt e 5,08 mA, sufficienti ad alimentare elettronica di piccolo calibro come una stringa di 40 LED.
Non solo. I test hanno dimostrato come l’approccio premi anche il fine vita: nel terreno il nuovo generatore elettrico a umidità si è degradato nel giro di poche settimane. Ma si presta anche al riciclo acquoso mediante dissoluzione e rifusione.
“Il nostro obiettivo era ripensare il modo in cui i materiali elettronici vengono progettati e fabbricati”, spiegano gli scienziati. “Questa ricerca dimostra che è possibile realizzare dispositivi energetici ad alte prestazioni con materiali a basso costo ed ecocompatibili.”
La ricerca “A biobased moisture-electric generator with self-stratified architecture for physiological sensing and energy harvesting”, è stata pubblicata su Nano Energy (2026). DOI: 10.1016/j.nanoen.2026.112040
