Um grupo de investigadores da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, desenvolveu um protótipo de um nanogerador flexível e resistente que utiliza o calor do corpo humano para gerar electricidade. O dispositivo mostrou-se muito resistente, continuando a funcionar perfeitamente mesmo depois de ser esticado 2 mil vezes após ter sido perfurado.
A tecnologia, liderada pelo professor Mohammad Malakooti, visa inicialmente substituir as baterias para alimentar equipamento médico e sensores, mas a equipa tem também ideias mais futuristas.
“Esperamos um dia poder acrescentar esta tecnologia a sistemas de realidade virtual e outros acessórios de vestir, para criar sensações de calor e frio na pele ou melhorar o conforto geral. Mas ainda não chegámos lá. Para já, estamos a começar com acessórios que sejam eficientes, duradouros e que forneçam feedback sobre a temperatura”, afirmou o professor Mohammad Malakooti.
Embora já existam nanogeradores que utilizam o calor para gerar electricidade, não são normalmente rígidos e quebradiços, pelo que a equipa se propôs criar uma alternativa macia e flexível que se possa moldar ao corpo humano sem desconforto.
Os investigadores tiveram de começar do zero, utilizando simulações em computador para determinar a melhor combinação de materiais e estruturas. Praticamente todos os componentes tiveram de ser criados em laboratório – apenas os semicondutores termoeléctricos foram comprados.
O dispositivo mostrou-se muito resistente, continuando a funcionar perfeitamente mesmo depois de ser esticado 2 mil vezes mesmo depois de ter sido perfurado
O nanogerador termoeléctrico tem três camadas principais. No centro estão os semicondutores termoeléctricos rígidos que fazem o trabalho de conversão do calor em electricidade. Na parte superior e inferior estão compostos impressos em 3D com baixa condutividade térmica, o que melhora a conversão de energia e reduz o peso do dispositivo.
Para garantir a elasticidade, a condutividade e a auto-regeneração eléctrica, os semicondutores são ligados por pistas de metal líquido, que também são impressos. Além disso, são incorporadas gotículas deste material nas camadas exteriores, o que melhora a transferência de calor e mantém a flexibilidade do dispositivo, uma vez que o metal permanece no estado líquido à temperatura ambiente.
Para além dos dispositivos portáteis, estes geradores flexíveis podem ser úteis noutras aplicações. Outra ideia é utilizá-los como acessórios em aparelhos electrónicos que aquecem muito.
“Podemos imaginá-los a serem inseridos em aparelhos electrónicos quentes e utilizar o excesso de calor para alimentar pequenos sensores”, disse Malakooti. “Isto poderia ser especialmente útil em centros de dados, onde os servidores e o equipamento informático consomem muita electricidade e geram calor, exigindo ainda mais luz para os manter frescos. Os nossos dispositivos podem captar esse calor e reutilizá-lo para alimentar sensores de temperatura e humidade. Esta abordagem é mais sustentável porque cria um sistema autónomo que monitoriza as condições enquanto reduz o consumo geral de energia. Além disso, não é necessário preocupar-se com a manutenção, a mudança de baterias ou a instalação de novos cabos”.
