Come ricaricare una batteria camminando

Esistono una varietà di tecniche di raccolta dell’energia altrimenti sprecata, ma quella meccanica sembra essere la più importante. Una tecnica che la sfrutta può utilizzare componenti piezoelettrici, grazie ai quali le deformazioni prodotte da diversi mezzi vengono direttamente convertite in carica elettrica tramite l’effetto piezoelettrico. Successivamente, l’energia elettrica può essere regolata o accumulata per un ulteriore utilizzo.

Sebbene una cosiddetta power bank possa estendere in una certa misura la capacità elettrica dei dispositivi elettronici portatili o indossabili (come ad es. i cellulari), ha ancora una quantità limitata di elettricità; quindi, deve essere ricaricata frequentemente. Tuttavia, a volte la ricarica della power bank esaurita durante un viaggio o nel lavoro sul campo è irrealizzabile. Pertanto, è necessario trovare un metodo alternativo per risolvere il problema dell’alimentazione di dispositivi mobili.

L’idea di estrarre energia dal corpo umano

D’altra parte, è noto che una quantità significativa di energia cinetica si dissipa sotto forma di calore durante il movimento umano, il che implica che il corpo umano può essere una formidabile fonte di energia. Quando anche solo 1 g di grasso viene consumato, possono essere estratte 900 calorie. Quindi, anche se solo una piccola parte di quest’energia può venire utilizzata per produrre energia elettrica, il corpo umano la fa diventare una fonte di energia enorme e sostenibile. Perciò, in letteratura sono stati proposti alcuni metodi per estrarre energia dal movimento di un uomo o dal suo calore corporeo. Utilizzando ad esempio un elemento termoelettrico un convertitore termoelettrico per la raccolta, si possono ottenere 20 mW di energia elettrica. Oltre a sfruttare l’energia del calore corporeo, alcuni ricercatori hanno investigato la possibilità di raccogliere l’energia d’impatto da un piede utilizzando micro-generatori o materiali piezoelettrici nella suola della scarpa.

Infatti, le persone di dimensioni e stato di forma medi sono in grado di generare più elettricità con uno sforzo essenzialmente inconscio, deformando elementi elettromeccanici in miniatura adattati ad articoli indossabili come le calzature, come ad esempio dei comuni sensori piezoelettrici (che puoi trovare qui). Alcune stime teoriche hanno provato che si possono generare fino a 4 W con una compressione di 4 mm di una suola della scarpa, che è facilmente ottenuta camminando a ritmo naturale – cioè a una velocità due passi al secondo (o 1 Hz per inserto) – da una persona di 80 kg. La massima potenza elettrica che può essere generata, supponendo che il 50-80% dell’energia prodotta durante la camminata sia immagazzinata come energia elastica nella scarpa, sarebbe 2 W. Pertanto, la camminata umana a ritmo normale è una fonte potenziale per generare elettricità per l’elettronica a bassa potenza o per ricaricare una batteria. L’energia dell’attività umana passiva sembra essere la fonte di energia ambientale più sottoutilizzata.