Aparelho produz eletricidade e luz simultaneamente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/02/2025

A integração das duas tecnologias mereceu a capa da revista que publicou a pesquisa.
[Imagem: Wiley-VCH/Advanced Sustainable Systems]

Nanogerador mais mecanoluminescência

Uma equipe da Coreia do Sul e da Dinamarca desenvolveu um dispositivo autoalimentado que usa movimento e pressão para gerar eletricidade e luz simultaneamente.

Essa tecnologia sem bateria tem potencial para usada em diversas aplicações da vida real, dos esportes e dispositivos vestíveis às operações de resgate em desastres.

Os nanogeradores triboelétricos (TENG) e a mecanoluminescência (ML) têm sido objeto de pesquisa em todo o mundo, servindo de base para tecnologias de energia verde que podem gerar eletricidade e luz, respectivamente, sem energia externa.

No entanto, a norma tem sido explorar cada uma das tecnologias separadamente, ou simplesmente fazer dois dispositivos separados e colocá-los juntos. Mas a irregularidade da saída de energia dos nanogeradores e a duração luminosa insuficiente dos materiais mecanoluminescentes têm sido grandes limitações para aplicações práticas.

Agora, tudo foi integrado em um dispositivo único, que operou com uma boa eficiência e ainda demonstrou a sinergia esperada.

"Em particular, espera-se que esta tecnologia torne nossas vidas mais seguras e sustentáveis, já que ela pode enviar sinais em tempo real em emergências e reduzir o impacto ambiental por meio da coleta de energia," disse o professor Kim Hoe Joon, do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk. "Esta pesquisa é de grande importância porque esta tecnologia pode gerar luz e energia elétrica simultaneamente sem baterias, usando apenas movimento, e pode ser usada imediatamente."

Conceito do uso do dispositivo em um capacete que dispara automaticamente um alarme quando é atingido.
[Imagem: Sugato Hajra et al. - 10.1002/adsu.202400609]

Eletricidade mais luz

Para criar um sistema que gera eletricidade e luz simultaneamente, a equipe usou uma junção de sulfeto de zinco e cobre (ZnS:Cu), um material emissor de luz e que gera eletricidade por eletrificação de contato.

Nanopartículas desse material ativo foram adicionadas a um material semelhante à borracha (PDMS: polidimetilsiloxano), para obter flexibilidade. Finalmente, uma estrutura de eletrodo único baseada em nanofios de prata foi adicionada para obter uma maior eficiência.

O dispositivo, projetado para fazer colheita de energia do movimento, não degradou em desempenho mesmo após ser pressionado repetidamente mais de 5.000 vezes, gerando tensões de até 60 V e uma corrente de 395 nA de forma estável.

E, enquanto gera eletricidade, as nanopartículas são suficientes para fazer o dispositivo inteiro brilhar, permitindo seu uso para sinalização. Exemplos de uso incluem capacetes que detectam impacto e imediatamente enviam um sinal; protetores de pulso que detectam movimento; e dispositivos que enviam sinais de resgate, mesmo debaixo d'água.

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