Construa seu próprio nanogerador usando materiais caseiros

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/12/2022

Este nanogerador feito com fita adesiva pode acender várias centenas de LEDs e até um laser.
[Imagem: Moon-Hyung Jang et al. - 10.1021/acsomega.2c05457]

Geradores triboelétricos

Juntamente com as temperaturas extremamente frias, o inverno geralmente traz ar seco e ocasionais descargas de eletricidade estática quando tocamos em maçanetas, nos carros ou até mesmo quando cumprimentamos as pessoas.

Esses choques podem ser irritantes, mas os pesquisadores estão trabalhando para aproveitar essa energia desperdiçada: São os nanogeradores triboelétricos, que já são capazes de alimentar dispositivos do dia a dia - esses coletores de energia são também conhecidos como TENGs (TriboElectric NanoGenerators).

Os nanogeradores transformam energia mecânica em energia elétrica através do efeito triboelétrico, que é uma forma de eletricidade estática. Mas, em vez dessa estática se transformar em choque, esses nanogeradores a enviam por um circuito para alimentar um dispositivo.

E agora você pode testar isso em casa, construindo seu próprio nanogerador, seguindo um projeto desenvolvido por Moon-Hyung Jang e colegas da Universidade do Alabama, nos EUA.

Jang publicou uma maneira fácil de fabricar esses minúsculos geradores a partir de materiais tão simples quanto uma fita dupla face. E não é apenas brincadeira: O material apresentou densidades de energia mais altas do que todos os nanogeradores de última geração construídos nos laboratórios de todo o mundo até agora.

Esquema para construção do nanogerador (esquerda) e foto do dispositivo que a equipe usou para testar os protótipos.
[Imagem: Moon-Hyung Jang et al. - 10.1021/acsomega.2c05457]

Faça você mesmo seu nanogerador

Embora baseados em princípios simples, os nanogeradores têm-se mostrado complicados e caros de fabricar e produzem apenas alguns poucos watts de potência, o que faz com que eles estejam na prateleira aguardando aplicações, como os eletrônicos de vestir.

Experimentos anteriores já haviam mostrado que é possível fabricar nanogeradores mais simples combinando fita, plástico e metal, mas suas densidades de potência são baixas demais para aplicações práticas.

Neste novo projeto, o nanogerador é fabricado com camadas de fita dupla face, do tipo comprada em lojas, filme plástico e folha de alumínio, estes últimos do mesmo tipo usado na cozinha. Quando duas camadas de fita dupla face e filme plástico são pressionadas uma contra a outra e então liberadas, gera-se uma pequena faísca entre elas. Quando mais pressão for colocada nas camadas, mais energia é gerada - a equipe acredita que esse alto rendimento é devido à cola acrílica da fita dupla face.

"É importante notar que nenhum esquema especial de fabricação é necessário neste projeto. A geração de energia é obtida por meio de um movimento de contato-separação. Durante a fase de contato, o gerador triboelétrico se comporta de maneira semelhante ao observado em um dispositivo TENG típico, neste caso com as cargas [elétricas] sendo desenvolvidas na interface entre uma fita dupla face e uma camada de PET/Al [plástico PET do filme e alumínio]. No entanto, a forte natureza de ligação do adesivo acrílico na fita induz uma carga significativa em comparação com a de uma camada triboelétrica não pegajosa," descreveu a equipe.

Seu sapato vai brilhar - mas você pode encontrar outras aplicações para a energia que seus passos vão gerar.
[Imagem: Moon-Hyung Jang et al. - 10.1021/acsomega.2c05457]

Potência prática

Os protótipos construídos pela equipe produziram densidades de potência consistentes com outras versões mais complicadas. Uma versão de eletrodo duplo chegou a produzir uma densidade de potência de 169,6 watts por metro quadrado - 47% maior do que os melhores nanogeradores relatados na literatura científica, segundo os pesquisadores.

Quando conectado a uma série de LEDs, esse gerador duplo acende mais de 400 luzes simultaneamente enquanto alguém ficar pressionando as camadas. Como o objetivo dos nanogeradores é a colheita de energia, aproveitando vibrações e movimentos do dia a dia, a equipe prendeu seu protótipo na sola do sapato, bastando dar um passo para fazer 51 LEDs brilharem.

Com sua potência surpreendentemente alta, a equipe testou o gerador para alimentar um diodo laser, abrindo caminho para seu uso em sensores e eletrônicos baseados em luz.

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