Traduzido e adaptado por Mateus Lynniker de ScienceAlert
Os engenheiros demonstraram algo maravilhoso. Quase qualquer material pode ser usado para criar um dispositivo que colhe continuamente energia do ar úmido.
Não é um desenvolvimento pronto para aplicação prática, mas, dizem seus criadores, transcende algumas das limitações de outros harvesters. Tudo o que o material precisa é ser perfurado com nanoporos com menos de 100 nanômetros de diâmetro. Isso é cerca de um milésimo da largura de um fio de cabelo humano, então é mais fácil dizer do que fazer, mas muito mais simples do que o esperado.
Esse material pode coletar a eletricidade gerada por gotículas microscópicas de água no ar úmido, de acordo com uma equipe liderada pelo engenheiro Xiaomeng Liu, da Universidade de Massachusetts Amherst.
Eles chamaram sua descoberta de “efeito genérico de geração de ar”.
“O ar contém uma quantidade enorme de eletricidade”, diz o engenheiro Jun Yao , da UMass Amherst.
“Pense em uma nuvem, que nada mais é do que uma massa de gotículas de água. Cada uma dessas gotículas contém uma carga e, quando as condições são adequadas, a nuvem pode produzir um raio – mas não sabemos como capturar eletricidade de maneira confiável. do raio. O que fizemos foi criar uma nuvem de pequena escala, construída pelo homem, que produz eletricidade para nós de forma previsível e contínua, para que possamos colhê-la.”
Se o Air-gen soa familiar, é porque a equipe desenvolveu anteriormente um coletor de energia do ar. No entanto, seu dispositivo anterior dependia de nanofios de proteínas cultivados por uma bactéria chamada Geobacter sulfurreducens.
Bem, ao que parece, a bactéria não é necessária.
“O que percebemos depois de fazer a descoberta do Geobacter é que a capacidade de gerar eletricidade do ar – o que chamamos de ‘efeito de geração de ar’ – acaba sendo genérica: literalmente qualquer tipo de material pode coletar eletricidade do ar, como desde que tenha uma certa propriedade”, explica Yao.
Essa propriedade são os nanoporos, e seu tamanho é baseado no caminho médio livre das moléculas de água no ar úmido. Essa é a distância que uma molécula de água pode percorrer no ar antes de colidir com outra molécula de água.
O dispositivo Air-gen genérico é feito de uma fina película de material, como celulose, proteína da seda ou óxido de grafeno . Moléculas de água no ar podem entrar facilmente nos nanoporos e viajar do topo do filme para o fundo, mas elas correm para os lados do poro enquanto viajam.
Essas transferências carregam para o material, produzindo um acúmulo e, como mais moléculas de água correm para o topo do filme, ocorre um desequilíbrio de carga entre os dois lados.
Isso produz um efeito semelhante ao que vemos nas nuvens que produzem raios: o ar ascendente cria mais colisões entre as gotas de água no topo de uma nuvem, resultando em excesso de carga positiva nas nuvens mais altas e excesso de carga negativa nas mais baixas.
Nesse caso, a carga pode ser redirecionada para alimentar pequenos dispositivos ou armazenada em algum tipo de bateria.
No momento, ainda está nos estágios iniciais. O filme de celulose que a equipe testou tinha uma saída de tensão espontânea de 260 milivolts no ambiente, enquanto um telefone celular requer uma saída de tensão de cerca de 5 volts. Mas a espessura dos filmes significa que eles podem ser empilhados para dimensionar os dispositivos Air-gen para torná-los mais aplicáveis na prática.
E o fato de poderem ser feitos de materiais diferentes significa que os aparelhos podem ser adaptados para o ambiente onde serão usados, dizem os pesquisadores.
“A ideia é simples, mas nunca foi descoberta antes e abre todos os tipos de possibilidades”, diz Yao. “Você poderia imaginar colheitadeiras feitas de um tipo de material para ambientes de floresta tropical e outro para regiões mais áridas.”
O próximo passo seria testar os dispositivos em diferentes ambientes e também trabalhar para aumentá-los. Mas o efeito genérico do Airgen é real e as possibilidades que ele representa são esperançosas.
“Isso é muito emocionante”, diz Liu. “Estamos abrindo uma ampla porta para colher eletricidade limpa do ar.”
