Brinquedo vira gerador de eletricidade supereficiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/03/2024

O brinquedo e o conceito de gerador desenvolvido a partir dele.
[Imagem: Hao Wu et al. - 10.1016/j.device.2024.100318]

Brinquedo do pássaro que bebe água

Inspirados em um brinquedo clássico, no qual um pássaro desce a cabeça para beber água, cientistas das universidades de Hong Kong e Guangzhou, na China, desenvolveram um motor que converte a energia da evaporação da água em eletricidade suficiente para alimentar pequenos aparelhos eletrônicos.

O dispositivo produz eletricidade em uma tensão incrivelmente alta - superior a 100 volts em circuito aberto- e pode operar por vários dias usando apenas 100 mililitros de água como combustível.

"O gerador hidrovoltaico triboelétrico 'passarinho que bebe água' oferece um meio único de alimentar pequenos eletrônicos em condições ambientais, utilizando água como fonte de combustível prontamente disponível," disse Hao Wu, idealizador do projeto. "Ainda me sinto surpreso e animado ao testemunhar os resultados reais."

O brinquedo pássaro que bebe água, também chamado de "pássaro maluco", tem sido uma presença constante nas salas de aula de ciências há décadas.

O brinquedo consiste em dois bulbos de vidro conectados por um tubo também de vidro contendo um líquido altamente volátil, o cloreto de metileno. O bulbo superior, que inclui o bico do pássaro e uma cartola decorativa, é revestido com um material semelhante a feltro, e o corpo do pássaro é suspenso por duas pernas de plástico. Depois que a cabeça do pássaro é mergulhada em um copo d'água, a água começa a evaporar. Isso resulta em uma diferença de pressão que faz com que o fluido no bulbo inferior suba através do tubo até encher a cabeça, fazendo com que a ave mergulhe na água para "tomar mais um gole", e o processo recomeça.

O protótipo alimentando 20 telas de LCD.
[Imagem: Hao Wu et al. - 10.1016/j.device.2024.100318]

Superando o atrito

Para criar um gerador inspirado no brinquedo, a equipe primeiro converteu a energia da evaporação em energia mecânica, e então usou essa energia mecânica para produzir eletricidade.

O protótipo consiste em dois módulos de nanogeradores triboelétricos - que coletam energia mecânica - colocados nos dois lados do brinquedo que a equipe comprou no comércio. Um dos problemas foi superar o atrito, que desacelera o gerador continuamente. Isto foi resolvido fixando fibras padronizadas como materiais de transferência de carga nos módulos nanogeradores triboelétricos, algo que não apenas ajudou a reduzir o atrito, como também fez com que o gerador funcionasse de maneira mais suave.

Os pesquisadores testaram o gerador com uma variedade de pequenos aparelhos eletrônicos, usando-o para alimentar 20 monitores de cristal líquido (LCDs), sensores de temperatura e calculadoras - a produção média do gerador foi de 3,6 µwatts.

Tendo superado as expectativas, a equipe agora já planeja projetar seu próprio pássaro bebedor, em vez de usar um brinquedo comercial, com o objetivo de converter a evaporação da água em energia elétrica de forma mais eficiente.

"Além disso, exploraremos diversas oportunidades de aplicação para este dispositivo, com o objetivo final de fornecer um produto prático que possa ser usado em nossas vidas diárias," disse a professora Zuankai Wang.

Mais tópicos