Integrando um gel superabsorvente com materiais ativos à luz, pesquisadores em Cingapura desenvolveram um digestor de umidade para secar o ar ambiente enquanto geram energia. O método, apresentado em 20 de novembro na revista Joule , é uma alternativa verde aos condicionadores de ar com um truque - tirar água do ar.

Como plantas, dispositivos fotossintéticos artificiais, também conhecido como sistemas fotoeletroquímicos (PEC), alimentam-se de luz e água para gerar energia. Este fenômeno inspirou os pesquisadores a integrar materiais ativos à luz e hidrogéis superhigroscópicos. Os hidrogéis à base de zinco e cobalto podem coletar mais de quatro vezes seu peso de água do ar úmido. O digestor de umidade pode reduzir a umidade relativa em 12 por cento e gerar uma corrente baixa sob a luz ambiente.

"Muitas pessoas dizem que Cingapura é quente, mas na verdade, não está tão quente assim. As pessoas sentem mais calor por causa da umidade relativa, pois pode afetar a forma como percebemos a temperatura, "diz o autor sênior Swee Ching Tan, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Nacional de Singapura. "Isso me fez pensar, e se eu puder inventar algo que coleta água do nosso ar ambiente e, ao mesmo tempo, reduz a umidade relativa e fornece água ou energia? "

A equipe de pesquisa em Cingapura criou um digestor de umidade composto de um hidrogel faminto de umidade, cátodo, fotoanodo, e uma célula solar. Assim como as baterias, ele gera energia a partir da umidade atmosférica em vez de um eletrólito. Os photoanodes, atuando como um fotoeletrocatalisador, oxidar a água absorvida na presença de luz para dividir a água e produzir energia. O hidrogel reabastece constantemente o sistema com água que é retirada do ar para sustentar o processo de geração de energia. A montagem gera eletricidade enquanto desumidifica a sala.

"O hidrogel de cobalto de segunda geração que desenvolvemos absorve umidade mais rápido do que qualquer agente de secagem comercialmente disponível no mercado. Fizemos um experimento colocando o hidrogel em uma caixa, e a umidade relativa caiu para cerca de 30-35 por cento mais baixa do que o ambiente externo, "diz Tan." Colocamos nossa mão na caixa seca; parecia uma geladeira. Está tão frio dentro da caixa porque é muito seco. ”Tan acredita que o digestor de umidade é um possível substituto para os condicionadores de ar quando combinado com um ventilador.

Embora um dos objetivos da equipe de pesquisa seja gerar energia, o dispositivo emite uma fotocorrente de cerca de 0,4 mA / cm2, que é relativamente baixo. Contudo, em comparação com unidades comerciais de ar condicionado, o digestor de umidade pode melhorar o conforto térmico com uma entrada de energia significativamente menor. Mesmo escalando o dispositivo até os padrões comerciais, será mais fácil de instalar, é portátil, e o custo de operação será apenas uma fração de um ar condicionado.

"É uma crença comum que a umidade afeta apenas os países equatoriais ou tropicais. Mas as pessoas da Europa também são igualmente afetadas por altos níveis de umidade por causa dos problemas de condensação de água associados. Altos níveis de umidade fazem com que suas casas fiquem mofadas." O digestor de umidade tem ampla aplicação, dobrando como desumidificador e supera os agentes secantes comerciais.

“A população mundial está aumentando, e as pessoas geralmente gastam muito dinheiro em aparelhos de ar condicionado para manter o conforto térmico adequado. A crescente necessidade de aparelhos de ar condicionado para nos resfriar também resulta em maior consumo de energia. Este aparelho, quando acoplado a um ventilador, pode ajudar a reduzir a umidade relativa e, assim, melhorar o conforto térmico e reduzir a dependência de condicionadores de ar. Isso pode levar a benefícios potenciais de energia e monetários. "