Immagina questo:indumenti che caricano il tuo smartwatch mentre cammini, edifici che vibrano nel vento e alimentano le tue luci, una strada che estrae energia dall'attrito creato dalle auto in movimento e strutture flessibili che cambiano forma nelle onde dell'oceano per generare elettricità pulita per le comunità di tutto il mondo.

Non è fantascienza. Un giorno, potremmo sfruttare queste fonti di energia naturali grazie a un settore tecnologico nascente che ha appena ottenuto il suo primo brevetto:le tecnologie di conversione di energia incorporata distribuita (o DEEC-Tec, in breve deck-tech).

Il primo brevetto dell'invenzione è specifico per applicazioni nell'energia rinnovabile marina:energia pulita generata dalle onde, dalle correnti e dalle maree degli oceani e dei fiumi. Ma DEEC-Tec potrebbe eventualmente trasformare le fonti di energia quotidiana, inclusi quasi tutti i movimenti fisici o i cambiamenti dinamici della forma, in elettricità o altre forme di energia utilizzabile.

"Il dominio DEEC-Tec ha le gambe e sta crescendo", ha affermato Blake Boren, ingegnere senior presso il National Renewable Energy Laboratory (NREL) e inventore principale del brevetto insieme a Jochem Weber, ingegnere capo per il programma di energia idrica di NREL. DEEC-Tec potrebbe benissimo avere le gambe per trasferirsi in edifici, vestiti e strade, ma sta iniziando nell'oceano. "Il brevetto mostra che stiamo guadagnando slancio in un'area di ricerca fruttuosa", ha affermato Boren.

Quindi, come funziona effettivamente questo promettente dominio DEEC-Tec?

Immagina un serpente di mare. Quel serpente può nuotare grazie a un'intricata collaborazione tra le sue numerose cellule muscolari flessibili. Nel dominio DEEC-Tec, i singoli convertitori di energia lavorano insieme, come le cellule muscolari, per creare una struttura più ampia, proprio come il serpente di mare. La maggior parte dei dispositivi utilizza un generatore per convertire l'energia oceanica in fonti di energia utilizzabili, pulite e rinnovabili, compresa l'elettricità. Ma DEEC-Tec accumula i suoi numerosi minuscoli convertitori per formare un convertitore di energia più grande, spesso flessibile.

"DEEC-Tec offre a ricercatori e sviluppatori un modo completamente nuovo di pensare a come convertire l'energia marina dalle onde oceaniche, dalle maree e dalle correnti in forme di energia più utilizzabili, come l'elettricità", ha affermato Boren.

Combinati, questi minuscoli convertitori di energia possono costituire la base di tessuti, paratie, strutture di supporto e altro, costruendo una gamma di strutture di conversione energetica basate su DEEC-Tec. Ad esempio, i convertitori di energia delle onde basati su DEEC-Tec potrebbero sembrare palloncini che si contraggono e si espandono, serpenti che ondeggiano o pale che si attorcigliano e si piegano per sfruttare l'energia delle onde oceaniche.

Anche questi palloncini, serpenti e pagaie adattabili potrebbero avere grandi vantaggi. I convertitori di energia delle onde flessibili, noti anche come flexWEC, possono sfruttare e convertire le onde in energia utilizzabile in tutta la loro struttura. Quindi, indipendentemente da dove o come l'energia delle onde interagisce con la struttura di un dispositivo, i convertitori di energia saranno lì per trasformare quell'onda in energia.

Poiché i flexWEC non concentrano l'energia delle onde oceaniche in un singolo convertitore di energia (come un generatore rotativo solitario o un cilindro a pistoni idraulici) o in un sistema di trasmissione di potenza (come un albero di trasmissione o un cambio), evitano di accumulare forze delle onde oceaniche che potrebbero potenzialmente interrompersi o danneggiare la macchina. In effetti, altri convertitori di energia delle onde utilizzano spesso grandi telai in acciaio per proteggere i loro corpi rigidi dalle forze oceaniche, ma questi telai possono essere costosi e pesanti. Invece, i flexWEC possono seguire il flusso.

I frame di FlexWEC potrebbero anche consentire loro di sfruttare l'energia da una gamma molto più ampia di località oceaniche e frequenze di energia delle onde. "Un giorno, potrebbero esserci fattorie marine di energia rinnovabile basate su DEEC-Tec al largo delle coste della California, dell'Oregon o di Washington, con questi tipi di convertitori di energia delle onde che potenzialmente alimentano le comunità costiere o la rete di servizi in generale", ha affermato Boren.

I costi elevati sono uno degli ultimi grandi ostacoli che la fiorente industria dell'energia marina deve superare per iniziare a dare energia a quelle comunità. E gli archetipi flessibili di DEEC-Tec potrebbero offrire un modo particolarmente conveniente per sfruttare l'energia delle onde. Poiché i flexWEC ospitano molto più di un convertitore di energia, potrebbero richiedere meno interventi di manutenzione; se solo un piccolo gruppo di minuscoli convertitori richiedesse la riparazione, tutti gli altri potrebbero continuare a funzionare.

I FlexWEC possono anche essere costruiti con materiali più sostenibili ed economici, rendendoli più facili da installare e controllare una volta in mare. Un maggiore controllo potrebbe significare una maggiore produzione di energia, consentendo agli operatori di adattarsi alle mutevoli condizioni oceaniche per sfruttare la massima quantità di energia potenziale.

Poiché il dominio DEEC-Tec è ancora relativamente nuovo, Boren e il suo team stanno lavorando duramente per esplorare esattamente come queste tecnologie potrebbero creare una nuova generazione di dispositivi energetici marini o altri materiali generatori di energia. E il recente brevetto di Boren è stato una grande spinta verso un futuro DEEC-Tec.

"Il brevetto dà ulteriore credito su ciò che DEEC-Tec potrebbe diventare", ha affermato Boren. "Ora disponiamo di una base brevettata per sviluppare e promuovere ulteriormente DEEC-Tec sia all'interno di NREL che con i nostri collaboratori esterni e l'industria". + Esplora ulteriormente

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