La combinazione tra laser, celle in perovskite e scudi termici apre la strada a missioni di volo potenzialmente infinite.
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Ricarica wireless droni, la tecnologia cinese per il volo infinito
Enormi passi in avanti nella tecnologia dei droni, mezzi aerei dalla grande utilità in ambito civile, purtroppo ampiamente usati nelle guerre in Ucraina e Medio Oriente. Il mercato globale dei droni ha raggiunto un valore di 83,8 miliardi di dollari nel 2025 e si prevede che crescerà a 96,4 miliardi di dollari nel 2026 per raggiungere i 182,4 miliardi di dollari entro il 2033, secondo i dati di Grand View Research.
Il Nord America ha dominato il mercato globale, rappresentando la quota di fatturato maggiore, pari al 40% nel 2025. La crescita del mercato dei droni è trainata dai rapidi progressi tecnologici, tra cui significativi miglioramenti nell’efficienza delle batterie, sistemi autonomi basati sull’intelligenza artificiale e sensori di imaging più avanzati.
Tecnologia wireless per la ricarica
Ma in questo articolo restiamo focalizzati sulla tecnologia che consente la ricarica wireless in volo, puntando un laser sotto le ali. La ricerca in questione, pubblicata sulla rivista Matter & Light spiega che è stato progettato un ricevitore leggero basato sul design delle celle solari, che cattura l’energia di un raggio laser e la trasforma in elettricità. Per mantenere il dispositivo a una temperatura adeguata, i ricercatori lo hanno posizionato strategicamente sulle ali, utilizzando una tecnologia di isolamento termico che consente al ricevitore di convertire una maggiore quantità di energia laser in energia utilizzabile.
Gli inventori di questa tecnologia ne hanno ipotizzato l’uso in situazioni di emergenza. “Immaginate un futuro in cui i droni che ispezionano le foreste, monitorano i disastri o consegnano pacchi non abbiano più bisogno di atterrare frequentemente per sostituire le batterie“, considera Jianhua Han, autore dell’Università dell’Aviazione Civile della Cina. “Con l’aumento della durata delle missioni dei droni, la durata delle batterie è diventata uno dei maggiori ostacoli.”
Ricarica wireless droni via laser
Questa tecnologia utilizza uno speciale dispositivo a doppio strato, chiamato PLC-TE, progettato per catturare l’energia della luce laser anziché quella del sole. Il funzionamento si basa su due componenti principali che lavorano in sinergia: lo strato in perovskite assorbe la luce del laser e la trasforma direttamente in energia elettrica, mentre lo strato termoelettrico recupera il calore di scarto prodotto dal laser e lo converte a sua volta in ulteriore elettricità. Più è alta la differenza di temperatura tra la faccia del dispositivo colpita dal laser e quella opposta, più energia viene recuperata.
Durante i test con un laser ad alta potenza, è stato notato che la termocamera ha registrato temperature inaspettate, tra gli 80 °C e i 90 °C. Un surriscaldamento così elevato ha fatto capire al team che la gestione del calore era un ostacolo molto più grande del previsto per il successo del progetto.
Raffreddamento del ricevitore in loco
Per risolvere il problema del surriscaldamento, i ricercatori hanno inserito nel dispositivo tandem PLC-TE dei nanocristalli speciali. Agendo come un vero e proprio scudo termico, questi nanocristalli rallentano la diffusione del calore e permettono al sistema di mantenere alte le prestazioni anche dopo un uso prolungato. I risultati non si sono fatti attendere: testato con un laser verde, il dispositivo ha raggiunto un’efficienza di conversione dell’energia del 38,49%, uno dei valori più alti mai registrati per tecnologie di questa categoria.
La prova in volo
Per dimostrare l’utilità pratica della scoperta, il team ha integrato il sistema sotto l’ala di un modello di drone, aggiungendo dei canali d’aria interni. Colpendo il dispositivo con un laser verde, l’elica del drone si è azionata con successo, mentre il flusso d’aria generato dal movimento ha raffreddato la parte fredda dello strato termoelettrico, aumentando ulteriormente l’efficienza complessiva. Il dispositivo non ha ancora effettuato il suo primo volo, ma il prossimo test avverrà a bordo di un drone leggero per dimostrare la sua affidabilità in ambienti esterni.
Situazione italiana
In Italia il settore dei droni è in forte evoluzione, tanto che gli operatori registrati superano quota 185.000, con oltre 150.000 droni censiti. I droni sono usati principalmente per il monitoraggio ambientale, l’ispezione di infrastrutture, la sicurezza sul lavoro e l’agricoltura di precisione. Sono in corso anche sperimentazione per il trasporto di merci (vedi il caso Poste) e la creazione di vertiporti dedicati alla mobilità aerea urbana.
