Produrre elettricità dal calore con un dispositivo privo di parti in movimento potrebbe diventare presto una realtà grazie agli studi oggi in corso sulle cosiddette Rectenne. Si tratta di una tecnologia innovativa e rivoluzionaria per il recupero di calore, microantenne in grado di catturare la radiazione infrarossa che viene prodotta da ogni oggetto che emana energia termica, trasformando direttamente il calore in elettricità.

Un prototipo di rectenna è stato di recente annunciato dal fisico Paul Davids dei Sandia National Laboratories con un articolo apparso sui Physical Review Applied. La microantenna creata, grande quanto l’unghia di un mignolo, è costituita da alluminio sulla faccia superiore e di silicio con aggiunta di altri elementi sulla parte inferiore, per la riflessione dell’infrarosso. L’aggiunta sulla parte posteriore di uno strato di 20 molecole di diossido di silicio funge quindi da diodo, trasformando la corrente alternata generata in corrente continua. La rectenna è stata finemente ottimizzata e costruita impiegando materiali il più possibile comuni, e con metodi che la rendono fabbricabile nelle attuali industrie di semiconduttori.

Le rectenne si prospettano così come un’alternativa molto interessante ai dispositivi termoelettrici, generatori di elettroni dal calore impiegati per alimentare le sonde spaziali, ma che richiedono grandi differenze di temperatura per funzionare, sono molto costosi e offrono bassa efficienza. La produzione delle rectenne potrebbe invece essere pratica ed economica, anche in scale più grandi di quelle del prototipo di cui sopra. Questo tipo di dispositivo offre inoltre grande affidabilità, e a differenza dei dispositivi termoelettrici non necessita di stare a contatto con la sorgente calda, potendo rimanere a distanza e subendo meno stress termici.

Catturando radiazione infrarossa, emessa dal sole in continuo ma anche rilasciata dalla terra stessa durante la notte, le rectenne potrebbero quindi funzionare come una sorta di fotovoltaico innovativo per produzione continua di elettricità. Davids guarda al momento ad applicazioni per recupero di energia da impianti termici, o per alimentare dispositivi come le sonde spaziali alimentate a radioisotopi. Per uso su vasta scala sulla radiazione solare o notturna serviranno ancora molti anni di perfezionamenti.

Passi avanti stanno intanto facendo altri studiosi che lavorano sulle rectenne, con ad esempio un prototipo per la luce solare realizzato all’Università del Connecticut o la rectenna sviluppata da Baratunde Cola nel 2015 al Georgia Tech Insitute. Quella di Cola è un’antenna di nanotubi di carbonio con un diodo composto da uno strato di calcio, ulteriormente perfezionata di recente impiegando come diodo uno strato di ossido di alluminio e afnio, aumentando di 1.000 volte la potenza, passando dalla produzione di microvolt ai millivolt. Secondo Cola, le rectenne potrebbero quindi trovare impiego per alimentare piccoli sensori o dispositivi IoT.