Gerador produz eletricidade usando somente o calor da sua pele

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/11/2024

Teste do nanogerador termoelétrico alimentando um LED.
[Imagem: UW/Malakooti Lab]

Energia do calor da pele

Pedômetros, monitores de atividades físicas e outros dispositivos vestíveis logo poderão dizer adeus às baterias, passando a serem alimentados pelo próprio calor do corpo do usuário.

Esta é a proposta de Youngshang Han e colegas da Universidade de Washington, nos EUA, que criaram um protótipo de nanogerador flexível e durável que coleta o calor do corpo humano e o transforma em eletricidade.

O dispositivo se mostrou muito resiliente, continuando a funcionar perfeitamente mesmo depois de ser esticado 2.000 vezes e até perfurado várias vezes.

A proposta é que ele substitua as baterias para alimentar pequenos eletrônicos, como equipamentos médicos e sensores, mas a equipe também já tem ideias mais futurísticas.

"Esperamos um dia adicionar essa tecnologia a sistemas de realidade virtual e outros acessórios vestíveis, para criar sensações quentes e frias na pele ou melhorar o conforto geral. Mas ainda não chegamos lá. Por enquanto, estamos começando com vestíveis que sejam eficientes, duráveis e forneçam feedback de temperatura," disse o professor Mohammad Malakooti.

O dispositivo é flexível e esticável.
[Imagem: UW/Malakooti Lab]

Gerador termoelétrico

Já existem nanogeradores que usam calor para gerar eletricidade, mas eles são tipicamente rígidos e quebradiços, por isso a equipe partiu para criar uma alternativa macia e flexível, que possa se amoldar ao corpo humano sem desconforto.

Foi preciso começar do zero, usando simulações computadorizadas para determinar a melhor combinação de materiais e estruturas. Praticamente todos os componentes precisaram ser criados no laboratório - só os semicondutores termoelétricos foram comprados no comércio.

O nanogerador termoelétrico tem três camadas principais. No centro ficam os semicondutores termoelétricos rígidos que fazem o trabalho de converter calor em eletricidade. Em cima e embaixo vão compostos impressos em 3D com baixa condutividade térmica, o que melhora a conversão de energia e reduz o peso do dispositivo.

Para fornecer elasticidade, condutividade e autocura elétrica, os semicondutores são conectados por trilhas de metal líquido, também impressas. Além disso, gotículas de metal líquido são incorporadas nas camadas externas para melhorar a transferência de calor para os semicondutores e manter a flexibilidade, já que o metal permanece líquido à temperatura ambiente.

Composição do gerador termoelétrico.
[Imagem: Youngshang Han et al. - 10.1002/adma.202407073]

Calor residual de eletrônicos

Além dos dispositivos vestíveis, esses geradores flexíveis poderão ser úteis em outras aplicações. Outra ideia envolve usá-los como acessórios nos aparelhos eletrônicos que esquentam muito.

"Você pode imaginar colá-los em eletrônicos quentes e usar esse excesso de calor para alimentar pequenos sensores," sugere Malakooti. "Isso pode ser especialmente útil em centrais de dados, onde servidores e equipamentos de computação consomem eletricidade substancial e geram calor, exigindo ainda mais eletricidade para mantê-los resfriados. Nossos dispositivos podem capturar esse calor e reutilizá-lo para alimentar sensores de temperatura e umidade. Essa abordagem é mais sustentável porque cria um sistema autônomo que monitora as condições, ao mesmo tempo em que reduz o consumo geral de energia. Além disso, não há necessidade de se preocupar com manutenção, troca de baterias ou adição de nova fiação."

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