Scoperta rivoluzionaria: energia generata dal movimento degli atomi del grafene
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Una nuova ricerca ha dimostrato la possibilità di produrre energia dal movimento degli atomi di un singolo strato di grafene. Questa scoperta potrebbe portare alla creazione di batterie a bassa potenza utili nella sensoristica e nel commercio di dispositivi elettronici più sostenibili. Gli studiosi dell’Università dell’Arkansas hanno sviluppato un circuito in grado di sfruttare l’energia generata dal grafene, aprendo la strada a possibili applicazioni rivoluzionarie.
Il grafene, materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio, torna a far parlare di sé grazie a una ricerca innovativa condotta dall’Università dell’Arkansas. I ricercatori hanno creato un circuito che sfrutta il movimento degli atomi del grafene per generare energia. Sebbene la quantità di energia prodotta sia ancora modesta, questa tecnologia potrebbe aprire la strada a batterie a bassa potenza altamente efficienti, utili soprattutto nella sensoristica.
Lo studio, pubblicato su Physical Review E, è il risultato di una teoria sviluppata dallo stesso gruppo di fisici. Secondo questa teoria, il grafene a singolo strato di atomi di carbonio si increspa e si aggroviglia in modo tale da permettere la raccolta di energia. Tuttavia, la teoria si scontra con alcune leggi termodinamiche, in particolare con la seconda legge, che stabilisce che il calore non può spontaneamente fluire da un corpo freddo a uno più caldo.
Grafene genera corrente continua sfruttando la termodinamica
La teoria alla base di questa scoperta è complessa e sfida i principi tradizionali della termodinamica. In passato, si credeva che fosse impossibile estrarre lavoro utile dal moto browniano, il movimento casuale delle particelle. Tuttavia, i ricercatori sono riusciti a ottenere un risultato sorprendente: a temperatura ambiente, il moto termico del grafene induce una corrente alternata nel circuito.
Per aumentare l’efficienza del circuito, sono stati inseriti due diodi che trasformano la corrente alternata in corrente continua. Contrariamente alle aspettative precedenti, l’aggiunta dei diodi ha amplificato la potenza erogata invece di ridurla. Paul Thibado, il fisico responsabile della ricerca, ha commentato che questa soluzione ha portato a un aumento della quantità di potenza generata.
La ricerca ha evidenziato un rapporto simbiotico tra il grafene e il circuito. Nonostante l’ambiente termico influisca sulla resistenza di carico, il materiale e il circuito rimangono alla stessa temperatura e il calore non fluisce tra di essi. Inoltre, il lento movimento degli atomi di grafene genera corrente a basse frequenze, migliorando l’efficienza complessiva del circuito.
Grafene come fonte energetica alternativa alle batterie tradizionali
Il passo successivo sarà quello di verificare se la corrente continua può essere immagazzinata in un condensatore per un uso futuro. Se questa possibilità verrà confermata, potranno essere realizzati milioni di circuiti a base di grafene su un unico chip, sostituendo le tradizionali batterie a bassa potenza che alimentano piccoli dispositivi e sensori.
La scoperta del circuito che genera energia dal movimento degli atomi del grafene rappresenta un enorme passo avanti nella ricerca sulle fonti energetiche. Non solo si dimostra la possibilità di sfruttare questo materiale come generatore di energia, ma si apre anche la strada a potenziali applicazioni pratiche. La sfida successiva sarà lo sviluppo di tecnologie per immagazzinare l’energia prodotta e la creazione di circuiti su larga scala. Questa scoperta promette di rivoluzionare il modo in cui alimentiamo i dispositivi elettronici, offrendo soluzioni sostenibili a basso consumo energetico e una soluzione ulteriore e verificabile per risparmiare in bolletta.
