Sapatos usam nova técnica para gerar energia para aparelhos portáteis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/08/2011

São cerca de 20 watts de potência gerados pelo dispositivo instalado nos sapatos de um homem adulto, durante uma caminhada em ritmo normal.
[Imagem: Krupenkin/Taylor]

Sapatos energéticos

Há poucos dias, pesquisadores apresentaram um sapato-gerador, capaz de produzir energia usando músculos artificiais.

O Dr. Tom Krupenkin e seu colega J. Ashley Taylor, da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, também estão de olho nos sapatos, mas adotaram uma técnica diferente.

Krupenkin e Taylor trabalham há bastante tempo com a manipulação de gotas de líquido em nanoescala, o que os levou a desenvolver um material anti-congelante e outro capaz de repelir virtualmente qualquer líquido.

Em outra linha, pesquisadores vêm trabalhando há bastante tempo com um fenômeno chamado eletroumectação, a capacidade de controlar eletricamente como os líquidos interagem com superfícies sólidas, o que tem rendido bons frutos na área de papel eletrônico e telas flexíveis.

O que os dois pesquisadores fizeram foi inverter esse processo, criando a "eletroumectação reversa".

Eletroumectação reversa

Em vez de usar a eletricidade para a manipulação das gotas, como na eletroumectação, os dois cientistas estão usando as gotas para gerar eletricidade.

A energia mecânica é convertida em energia elétrica usando um dispositivo microfluídico - fluidos circulando no interior de microcanais.

As microgotas no interior do dispositivo interagem com um substrato feito com múltiplas camadas nanométricas de um material dielétrico, gerando uma carga eletrostática.

A energia mecânica é convertida em energia elétrica usando um dispositivo microfluídico - fluidos circulando no interior de microcanais.
[Imagem: Krupenkin/Taylor]

"Em sua essência, o processo de eletroumectação reversa é conceitualmente simples. A gota e os eletrodos são conectados a um circuito elétrico externo que fornece uma tensão de polarização constante entre a gota e o eletrodo.

"O acionamento mecânico externo é usado para mover a gota de forma a forçar uma diminuição da sua sobreposição com o eletrodo revestido com o filme dielétrico. Isto resulta na diminuição da carga total que pode ser mantida na interface líquido-sólido da gota.

"A carga elétrica excessiva, então, flui de volta através do circuito elétrico que conecta a gota e o eletrodo, gerando uma corrente elétrica que pode ser utilizada para alimentar uma carga externa," explicam os pesquisadores em seu artigo.

Colheita de alta densidade

A grande vantagem dessa abordagem é a alta densidade energética alcançada, de até 10³ W m^-2.

Isso se traduz em cerca de 20 watts de potência gerados pelo dispositivo instalado nos sapatos de um homem adulto, durante uma caminhada em ritmo normal.

Esta é a primeira solução no campo da chamada colheita de energia que oferece potência nessa faixa.

Embora já existam diversos sensores e equipamentos menores sendo alimentados por micro e nano-geradores, há uma demanda crescente por um dispositivo capaz de alimentar aparelhos maiores, incluindo o recarregamento de baterias de tablets e netbooks.

Krupenkin e Taylor estão entusiasmados com os resultados obtidos, já tendo fundado sua própria empresa, a InStep NanoPower, para tentar comercializar a tecnologia.

O maior desafio agora é encontrar uma forma prática de ligar os sapatos aos aparelhos a serem alimentados ou recarregados.

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