Un prototipo sviluppato alla Binghamton University trasforma il vapore acqueo presente negli ambienti interni in corrente
LA NOTIZIA IN BREVE – Dall’umidità presente nelle stanze potrebbe arrivare una piccola ma continua fonte di energia per sensori e dispositivi elettronici a bassissimo consumo. Un gruppo della Binghamton University ha sviluppato una carta da parati sperimentale composta da microgeneratori moist-electric (MEG), capaci di assorbire il vapore acqueo e trasformare il movimento degli ioni in corrente elettrica.
Il sistema utilizza materiali igroscopici e polimeri che guidano l’umidità lungo un percorso controllato, creando una differenza di carica tra zone diverse del dispositivo. In laboratorio, una rete di 1.596 microgeneratori è riuscita ad alimentare una tastiera wireless e ha ridotto l’umidità relativa dell’ambiente dal 38% al 32%.
La tecnologia non può ancora competere con fotovoltaico o rete elettrica: la potenza disponibile resta nell’ordine dei microwatt. Il possibile utilizzo riguarda soprattutto sensori ambientali, dispositivi IoT e sistemi per edifici intelligenti, con il vantaggio di sfruttare una risorsa disponibile in modo relativamente stabile negli ambienti interni.
Se vuoi andare oltre alla sintesi della nostra notizia leggi qui di seguito l’approfondimento
L’APPROFONDIMENTO – In un futuro non troppo lontano le pareti interne delle abitazioni potrebbero trasformarsi in piccola centrale elettrica. E’ quanto promesso da un gruppo di ricercatori della Binghamton University, negli Stati Uniti, che hanno realizzato una carta da parati capace di sfruttare l’umidità dell’aria per generare corrente elettrica. L’energia prodotta, evidenziano gli scienziati, non è al momento sufficiente da garantire l’alimentazione di elettrodomestici o illuminazione, ma potrebbe comunque far funzionare sensori e dispositivi elettronici a bassissimo consumo.
La tecnologia, descritta il 16 settembre 2026 sulle pagine della rivista Advanced Energy Materials, utilizza una rete di generatori moist-electric, o MEG, integrati su un supporto simile alla carta. Gli autori la presentano come la prima architettura di questo tipo progettata specificamente nella forma di una carta da parati. Il risultato più spettacolare è arrivato collegando 1.596 unità: l’insieme è riuscito ad alimentare una tastiera wireless e, nello stesso esperimento, a ridurre l’umidità relativa dell’ambiente dal 38% al 32%.
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Come si ricava elettricità dall’acqua presente nell’aria
Il principio, descritto accuratamente dai ricercatori, sfrutta il movimento delle molecole d’acqua e degli ioni all’interno di materiali capaci di assorbire l’umidità. Quando il vapore viene catturato favorisce la dissociazione e il trasporto di cariche elettriche nel materiale. La diversa concentrazione di ioni tra due zone crea così una differenza di potenziale. Il dispositivo di Binghamton cerca di rendere questo processo controllabile su una superficie piatta e potenzialmente estesa.
Ai bordi di ogni elemento viene utilizzato glicerolo, sostanza fortemente igroscopica che richiama acqua dall’atmosfera. Più all’interno si trova il polivinilpirrolidone (PVP), un polimero che contribuisce a dirigere l’acqua verso il centro. Una zona trattata con cera permette infine al vapore di fuoriuscire, limitando invece il passaggio dell’acqua liquida. Si crea così una sorta di “percorso preferenziale”: l’umidità viene assorbita alla periferia, migra attraverso la struttura e viene rilasciata nella regione centrale. Il gradiente risultante mantiene in movimento le cariche che producono la tensione elettrica.
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Quanta corrente produce
Un singolo generatore ha prodotto circa 0,34 volt e una densità di potenza nell’ordine di 2,2 microwatt per centimetro quadrato, con un’umidità relativa dell’80%. In queste condizioni l’uscita è rimasta stabile per almeno 90 minuti. Gli stessi ricercatori ammettono che il tasso di umidità risulta esser molto al di sopra di quello presente negli ambienti interni, che risulta compreso generalmente tra il 30 e 60%.
La prova con le 1.596 unità è da questo punto di vista più significativa: mostra che l’energia raccolta può effettivamente essere aggregata e utilizzata da un dispositivo reale. Il sistema non può attualmente alimentare un frigorifero, una televisione, un computer o altri apparecchi domestici. La stessa letteratura scientifica sul recupero di energia dall’umidità considera ancora la bassa produttività energetica uno dei principali ostacoli alla diffusione di queste tecnologie.
Pareti che alimentano sensori senza batterie
Case, uffici, ospedali e stabilimenti stanno riempiendosi di sensori: temperatura, umidità, qualità dell’aria, presenza delle persone, apertura delle porte, sicurezza e sistemi per la gestione intelligente degli edifici. Molti consumano pochissimo, ma richiedono comunque alimentazione, batterie da sostituire o cablaggi. Una parete capace di fornire continuamente piccole quantità di energia potrebbe diventare un’alimentazione locale per dispositivi dell’Internet of Things, moduli wireless e sensori ambientali.
Anche i collegamenti elettrici sono stati progettati pensando a un possibile utilizzo reale: i ricercatori li hanno spostati sul retro della carta, evitando una rete di fili visibile sulla superficie. L’obiettivo dichiarato dal gruppo, guidato dal professor Seokheun “Sean” Choi, è inoltre rendere i vari componenti stampabili, così da poterli produrre su superfici più grandi.
La carta da parati potrebbe togliere umidità dalle stanze
La seconda funzione emersa dall’esperimento riguarda l’acqua utilizzata per produrre corrente. Durante la prova con la grande matrice di generatori, l’umidità relativa è scesa dal 38% al 32%. Secondo Choi, in futuro superfici di questo tipo potrebbero quindi contribuire anche alla gestione dell’umidità degli edifici, recuperando contemporaneamente una parte dell’energia associata al processo.
L’ipotesi è suggestiva perché climatizzazione e deumidificazione di norma richiedono energia. Il lavoro non dimostra tuttavia il possibile uso della tecnologia in sostituzione di un normale sistema HVAC. Per stabilirlo serviranno futuri test su locali di dimensioni reali, periodi molto più lunghi e condizioni variabili di temperatura, ventilazione e produzione di vapore.
Dal laboratorio alle pareti di casa
L’idea di generare elettricità dall’umidità atmosferica non nasce con questo studio. Negli ultimi anni numerosi gruppi hanno sperimentato materiali porosi, idrogel, membrane e nanostrutture capaci di produrre cariche sfruttando acqua o vapore. Una review pubblicata nel 2024 su Nature Reviews Materials individuava nella produttività energetica, nella velocità di assorbimento e rilascio dell’acqua e nella comprensione dei meccanismi fisici alcuni dei problemi ancora da risolvere prima di poter utilizzare questi sistemi su vasta scala.
La novità del gruppo di Binghamton sta nel tentativo di trasformare questo fenomeno in un elemento architettonico modulare, piatto e con collegamenti nascosti. Lo studio è stato finanziato dalla National Science Foundation, attraverso il grant 2246975; gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.
Link e fonti
Studi scientifici e materiali originali utilizzati per verificare il funzionamento, le prestazioni e i limiti della carta da parati che ricava elettricità dall’umidità dell’aria.
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Studio scientifico originale
Moist-Electric Wallpaper With Engineered Unidirectional Moisture Transport for Indoor Energy Harvesting and Humidity Management
È la pubblicazione scientifica alla base della notizia, firmata da Guangya Yuan, Yang Gao e Seokheun Choi. Descrive l’architettura del generatore moist-electric, il trasporto controllato dell’umidità e i test sperimentali: una singola unità ha raggiunto circa 0,34 volt e 2,2 µW/cm² all’80% di umidità relativa, mentre una matrice di 1.596 unità ha alimentato una tastiera wireless.
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Comunicato ufficiale
Wallpaper that generates power? Binghamton University researchers have developed it
La comunicazione ufficiale dell’università illustra il progetto e raccoglie le dichiarazioni del professor Seokheun “Sean” Choi. È utile per verificare gli impieghi ipotizzati dai ricercatori, dal funzionamento di sensori e dispositivi IoT alla possibile integrazione della tecnologia negli edifici.
Consulta il comunicato -
Articolo scientifico di approfondimento
Sustainable moisture energy
La review esamina lo stato della ricerca sull’energia ricavata dall’umidità e i meccanismi fisici dei sistemi basati sull’assorbimento dell’acqua atmosferica. Fornisce il contesto necessario per valutare la tecnologia di Binghamton e sottolinea limiti ancora rilevanti, tra cui la bassa produttività energetica e la necessità di migliorare i processi di assorbimento e rilascio dell’acqua.
Consulta l’approfondimento scientifico -
Studio scientifico
A Paper-Based Wearable Moist-Electric Generator for Sustained High-Efficiency Power Output and Enhanced Moisture Capture
Studio precedente dello stesso gruppo di Binghamton su un generatore elettrico in carta alimentato dall’umidità atmosferica. Documenta una fase importante nello sviluppo dei materiali e delle strutture capaci di mantenere la produzione elettrica anche in condizioni di umidità differenti, mostrando il percorso scientifico che precede l’attuale applicazione alla carta da parati.
Consulta lo studio -
Atti scientifici
A single-sheet hygro-electric wallpaper with directional moisture transport for indoor humidity regulation and energy harvesting
Gli atti del Hilton Head Workshop documentano una precedente presentazione del progetto da parte di Guangya Yuan, Yang Gao e Seokheun Choi. Il lavoro descrive già una carta igroelettrica a foglio singolo con trasporto direzionale dell’umidità destinata alla regolazione dell’ambiente interno e al recupero di energia.
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Note per i lettori
L’immagine usata per questo articolo è stata creata grazie all’utilizzo di un sistema di Intelligenza Artificiale
