Dispositivi Elettronici Alimentati dal Calore Umano

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Sappiamo tutti come può essere scomodo e frustrante sostituire le batterie nei dispositivi elettronici che hanno bisogno di funzionare per lunghi periodi di tempo, come nei sistemi di controllo biomedici portati dai pazienti o i monitor di macchine in impianti industriali collocati in luoghi distanti o difficilmente accessibili. Ma la nuova tecnologia in fase di sviluppo da parte dei ricercatori del MIT potrebbe rendere tali sostituzioni inutili.

Efficienza Energetica ad Ogni Costo

Il Prof. Anantha Chandrakasan, del MIT, allievo di Yogesh Ramadass sta sviluppando nuovi sistemi che ricercano fonti di energia. Questi sistemi potrebbero fornire ai sensori la necessaria quantità di energia solo utilizzando la differenze di temperatura nel corpo (o un altro oggetto caldo) e l’aria circostante, eliminando o riducendo la necessità di utilizzare batterie. La particolarità dei nuovo dispositivi sviluppati dal MIT è la capacità di sfruttare le differenze di uno o due gradi di temperatura, producendo piccole quantità di energia elettrica (circa 100 microwatt) comunque utilizzabili. I risultati sono stati presentati la scorsa settimana all’International Solid State Circuits Conference (ISSCC) a San Francisco.

Ramadass afferma che, come risultato di una ricerca degli ultimi dieci anni, il consumo di energia dei vari sensori elettronici, trasformatori e dispositivi di comunicazione, si è notevolmente ridotta, rendendo possibile il funzionamento di tali dispositivi con sistemi a consumo energetico molto basso, come questo sistema di tipo termoelettrico che può anche essere indossato. Un sistema tale potrebbe consentire, ad esempio, 24 ore al giorno il monitoraggio della frequenza cardiaca, dello zucchero nel sangue o di altri dati biomedici, tramite un semplice dispositivo indossato su un braccio o una gamba e alimentato solo con la temperatura del corpo (che, ad eccezione di 37 °C di un giorno d’estate, sarebbe quasi sempre diversa da quella dell’aria circostante). Oppure potrebbe essere utilizzato per controllare i gas di scarico caldi nelle canne fumarie di un impianto chimico o la qualità dell’aria nei condotti di un sistema di riscaldamento e di ventilazione.

Calore = Energia in Transito. Come Utilizzarla

Come è stato possibile? La chiave per la nuova tecnologia risiede nel circuito di controllo che ottimizza l’incontro tra la produzione di energia dal materiale termoelettrico (che genera energia dalle differenze di temperatura) e il sistema di immagazzinamento ad esso collegato, in questo caso un condensatore di stoccaggio. Le versioni attuali di sperimentazione del dispositivo richiedono un dissipatore di calore in metallo, indossato su un braccio o su una gamba, a contatto con l’aria. "C’è del lavoro da fare per miniaturizzare l’intero sistema" afferma Ramadass. Questo potrebbe essere realizzato combinando e semplificando l’elettronica e migliorando il flusso d’aria sopra il dissipatore di calore.

Tratto da Genitronsviluppo.com