A revolução da energia limpa: pesquisadores extraem energia do ar
Tecnologia revolucionária cria energia a partir da umidade do ar, prometendo futuras aplicações práticas e sustentáveis
247 - Imagine um dispositivo capaz de produzir energia contínua a partir da umidade do ar. Essa é a maravilha demonstrada por engenheiros: quase qualquer material pode ser utilizado para criar esse dispositivo, contanto que esteja repleto de nanoporos menores que 100 nanômetros de diâmetro. Um desafio notável, mas mais simples do que se esperava.
Embora a tecnologia ainda não esteja pronta para aplicações práticas, os criadores acreditam que supera algumas das limitações de outros coletores de energia. Segundo uma equipe liderada pelo engenheiro Xiaomeng Liu, da Universidade de Massachusetts Amherst, tal material pode colher a eletricidade gerada por minúsculas gotas de água na atmosfera úmida. Essa descoberta revolucionária foi batizada de "efeito Air-gen genérico".
"O ar contém uma quantidade imensa de eletricidade", afirma o engenheiro Jun Yao, da UMass Amherst. "Pense numa nuvem, que não é nada mais do que uma massa de gotas de água. Cada uma dessas gotas contém uma carga que, em condições adequadas, pode gerar um raio – mas ainda não sabemos como capturar eletricidade dos raios de forma confiável. O que fizemos foi criar uma nuvem em pequena escala, construída pelo homem, que produz eletricidade de forma previsível e contínua para que possamos colhê-la."
A equipe já havia trabalhado anteriormente na criação de um dispositivo semelhante. No entanto, esse dispositivo dependia de nanofios proteicos produzidos por uma bactéria chamada Geobacter sulfurreducens. A grande revelação foi que a bactéria não é necessária.
"O que percebemos após a descoberta com o Geobacter é que a capacidade de gerar eletricidade a partir do ar - o que chamamos de 'efeito Air-gen' - é, na verdade, genérico: literalmente qualquer material pode colher eletricidade do ar, desde que tenha uma certa propriedade", explica Yao.
A propriedade em questão são os nanoporos, cujo tamanho é determinado pela distância média que uma molécula de água consegue percorrer no ar úmido antes de colidir com outra molécula de água. O dispositivo Air-gen genérico é feito a partir de um filme fino de material, como celulose, proteína de seda ou óxido de grafeno. As moléculas de água no ar conseguem facilmente entrar nos nanoporos e viajar de cima para baixo no filme, colidindo com os lados do poro durante sua jornada.
Essas colisões transferem carga para o material, gerando um acúmulo. Devido à maior quantidade de moléculas de água que colidem com a parte superior do filme, ocorre um desequilíbrio de carga entre os dois lados. Isso produz um efeito semelhante ao que vemos nas nuvens que produzem raios: o ar ascendente gera mais colisões entre as gotas de água na parte superior de uma nuvem, resultando em um excesso de carga positiva nas nuvens mais altas e um excesso de carga negativa nas mais baixas.
No caso do Air-gen, a carga poderia ser potencialmente redirecionada para alimentar pequenos dispositivos ou armazenada em algum tipo de bateria. Ainda é um processo em estágio inicial: o filme de celulose testado pela equipe gerou uma saída de tensão espontânea de 260 milivolts no ambiente, enquanto um celular necessita de cerca de 5 volts. Porém, a finura dos filmes significa que eles poderiam ser empilhados para dimensionar os dispositivos Air-gen, tornando-os mais aplicáveis na prática.
Além disso, o fato de poderem ser feitos de diferentes materiais significa que os dispositivos poderiam ser adaptados ao ambiente em que serão usados, dizem os pesquisadores. "A ideia é simples, mas nunca foi descoberta antes, e abre todos os tipos de possibilidades", diz Yao. "Pode-se imaginar coletores feitos de um tipo de material para ambientes de floresta tropical, e outro para regiões mais áridas."
O próximo passo seria testar os dispositivos em diferentes ambientes e trabalhar em sua escala. Mas o efeito Air-gen genérico é real e as possibilidades que representa são promissoras. "Isso é muito emocionante", diz Liu. "Estamos abrindo uma ampla porta para a colheita de eletricidade limpa do ar."
A pesquisa foi publicada na revista Advanced Materials.
https://www.brasil247.com/geral/a-revolucao-da-energia-limpa-pesquisadores-extraem-energia-do-ar
