Illuminare grazie al Calore Corporeo: le Piastre Peltier

Ann Makosinski è la giovane inventrice di una torcia (vincitrice di vari premi) che lavora grazie al calore umano. La diciassettenne che vive a Victoria (Canada) ha mostrato pubblicamente la sua invenzione all’Ontario Science Centre di Toronto l’anno scorso, dove ha ricevuto il premio 2014 Weston Youth Innovation Award. Ha anche vinto il premio alla fiera di Google Science Fair nel 2013. Ann auspica che la sua invenzione aiuti le persone nel terzo mondo, come, ad esempio, una sua amica filippina che l’ha ispirata: “una volta mi disse che ha perso un anno a scuola perché non aveva accesso all’elettricità, e quindi non poteva studiare di sera”.

La torcia funziona grazie a dei dispositivi chiamati piastre di Peltier. Queste ultime consistono in due piastre di ceramica posizionate una sopra l’altra. Tra di loro è posto un conduttore, così che quando uno strato è più caldo dell’altro, il thermopower dei pezzi di conduttore sono uniti insieme col fine di massimizzare la quantità di energia elettrica prodotta. L’effetto termoelettrico è stato scoperto nel 1821; tuttavia gli elettroni non sono stati scoperti fino al 19vesimo secolo, e quindi l’effetto non fu compreso appieno fino al 20esimo secolo. Le piastre producono una piccola quantità di elettricità quando un lato è riscaldato dal palmo della mano e l’altro raffreddato dall’aria passante un tubo di alluminio. La corrente elettrica circola quando gli elettroni si muovono lungo una direzione in un conduttore. Quando quest’ultimo è caldo, gli elettroni tendono a muoversi. Quando un conduttore è freddo gli elettroni tendono a condensare. Quindi se una parte del conduttore è calda e l’altra è fredda, gli elettroni andranno dalla parte calda a quella fredda. La tua mano sarà sempre più calda dell’aria circostante tranne nei giorni molto caldi; c’è quasi sempre, quindi, un flusso di calore tra le due parti.

Il calore dalla tua mano all’aria non permette la produzione di una grande quantità di elettricità. Makosinski, quindi, ha usato un transformer per supportare il voltaggio e luci LED molto efficienti in modo da rendere il processo con alti rendimenti e in modo da sottrarre quanta più energia possibile dalle piastre. La quantità di elettricità che è possibile produrre attraverso questa tecnologia non è molto alta, ma potrebbe essere abbastanza per caricare iPod, cellulari e la maggior parte dei tablet in produzione.

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Makosinski ha detto: “questo apparecchio potrebbe essere molto utile nelle nazioni più povere; e potrebbe anche servire per eventuali kit di emergenza, poiché non hanno bisogno di batterie”. In realtà, ultimamente l’inventrice canadese ha sviluppato un tipo di faro che funziona con il calore del corpo umano da porre sulla testa, poiché è la parte che irradia di più. Il prototipo ha i pozzi termici freddi ai lati e una luce LED che è posizionata al centro. Esso ha anche un piccolo pannello solare per una carica addizionale e un capacitore che permette di immagazzinare una piccola quantità di energia elettrica seppur senza batteria. Naturalmente entrambi gli oggetti descritti lavorano meglio con grandi differenze di temperature, seppur essi funzionano anche con una differenza di due o tre gradi. Alcune industrie hanno mostrato interesse al prototipo ma stanno comunque aspettando che la luminosità delle torce sia competitiva con quelle del mercato.