Plantas artificiais transformam vento e chuva em eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2024

É mais uma demonstração funcional do conceito "colheita de energia".
[Imagem: Guanbo Min et al. - 10.1021/acssuschemeng.3c03620]

Planta de energia

Já existem plantas que geram eletricidade para acender LEDs, mas Guanbo Min e colegas da Universidade de Glasgow, na Escócia, preferem as plantas artificiais, que não demandam tantos cuidados.

Por isso, eles criaram nanogeradores em formato de folhas, compondo uma planta artificial que gera eletricidade a partir de uma brisa ou de gotas de chuva caindo.

O conceito, conhecido como colheita de energia, é antigo e já vem sendo explorado para várias aplicações, tipicamente usando pequenos geradores que usam materiais piezoelétricos para produzir eletricidade a partir do movimento e de vibrações do ambiente, como carros passando na rua.

Para compor sua planta geradora de energia, Min construiu dois tipos diferentes de coletores de energia: Um nanogerador triboelétrico (TENG: TriboElectric NanoGenerator), para capturar energia cinética do vento, e um gerador de energia baseado em gotículas (DEG: Droplet-gased Energy Generator), para coletar energia das gotas de chuva que caem.

O TENG é composto por uma camada de nanofibras de náilon ensanduichada entre camadas de politetrafluoroetileno, mais comumente conhecido como Teflon®, e eletrodos de cobre. Quando a estrutura é pressionada, cargas estáticas são geradas e convertidas em eletricidade.

O DEG também é baseado em Teflon®, que foi impermeabilizado e coberto com um tecido condutor, que funciona como eletrodo. Quando as gotas de chuva atingem um dos eletrodos, elas causam um desequilíbrio nas cargas elétricas, gerando uma pequena corrente e alta tensão.

São dois geradores diferentes, um para o vento, e outro para a chuva.
[Imagem: Guanbo Min et al. - 10.1021/acssuschemeng.3c03620]

Energia aos pulsos

A equipe montou o DEG por cima do TENG e os anexou aos caules de folhas plásticas de plantas artificiais, usando estas para montar uma planta geradora de energia.

Sob condições ideais, o TENG produziu 252 volts de tensão e 57,6 microamperes (µA) de corrente, e o DEG produziu 113 volts e 67 µA. Quando os geradores em forma de folha foram expostos a condições que imitavam o vento e a chuva naturais, eles acenderam 10 LEDs em breves oscilações, já que o fornecimento de energia é descontínuo.

Apesar das oscilações, a equipe acredita que este dispositivo de prova de conceito poderá ser desenvolvido em sistemas maiores para produzir energia limpa a partir de fontes naturais.

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