Le centrali idroelettriche - che producono elettricità sfruttando la caduta dell'acqua, incanalata in condotte forza fino a delle turbine - esistono ormai da parecchio tempo, ma l'applicazione dello stesso principio alla pioggia che naturalmente cade dal cielo, per ragioni che si possono intuire, non ha finora dato risultati incoraggianti.

Le migliori soluzioni a disposizione attualmente si basano sull'effetto triboelettrico e riescono a produrre elettricità quando una goccia di pioggia colpisce una superficie, ma l'efficienza di conversione energetica di un impianto di questo tipo è molto bassa.

Ora però alcuni ricercatori, guidati dal professor Wang Zuankai della City Univerity di Hong Kong hanno ideato un sistema capace di produrre una densità di energia istantanea «migliaia di volte superiore».

Il segreto sta nell'utilizzo di una struttura simile a un transistor a effetto di campo, grazie al quale è possibile ottenere «un'alta efficienza di conversione energetica».

Il dispositivo creato è costituito da un elettrodo di alluminio e un elettrodo di ossido di indio-stagno (Ito); quest'ultimo è ricoperto di Ptfe, «un materiale elettrificato con una carica elettrica quasi permanente» come spiegano gli studiosi.

«Quando le goccioline d'acqua colpiscono in maniera continua la superficie del Ptfe, la carica superficiale generata si accumula e gradualmente raggiunge la saturazione»; così «si può superare il collo di bottiglia costituito dalla bassa densità di carica incontrato nei lavori precedenti».

L'elettrodo Ito/Ptfe «è responsabile della generazione, conservazione e induzione della carica. Quando una goccia d'acqua colpisce e si spande sulla superficie Ptfe/Ito, crea un "ponte" naturale tra l'elettrodo di alluminio e l'elettrodo Ptfe/Ito, traducendo il sistema originale in un circuito elettrico a circuito chiuso».

«La nostra ricerca» - illustrano il professor Wang - «mostra che una caduta di 100 microlitri d'acqua da un'altezza di 15 centimetri è in grado di generare una differenza di potenziale di oltre 140 Volt, e che la potenza generata può accendere 100 piccole luci a Led».

Sebbene il lavoro da portare a termine prima di avere un dispositivo finito e utilizzabile sia ancora lungo, Wang e colleghi sperano che il loro lavoro aiuti a risolvere il problema della difficoltà di generare costantemente energia quando si impiegano fonti rinnovabili.

Sul lungo periodo, i ricercatori prevedono di poter applicare la propria scoperta su superfici diverse dove un liquido sia in contatto con un solido, sfruttando l'energia cinetica del liquido stesso per produrre elettricità: le applicazioni potrebbero andare dagli scafi delle navi sino agli ombrelli con cui ripararsi in caso di pioggia, ma per produrre energia con questo sistema si potrebbero utilizzare persino le bottiglie.