Cientistas da Universidade de Twente e da South China Normal University projetaram um gerador elétrico que pode coletar energia de gotículas impactantes e outras fontes de energia mecânica. O artigo deles apareceu recentemente em Materiais avançados .

O aquecimento global é uma ameaça crescente, exigentes fontes de energia renováveis. A água corrente na forma de gotas de chuva é uma fonte onipresente de energia mecânica que pode ser convertida em energia elétrica. As tentativas anteriores de colher essa energia foram limitadas em eficiência ou estabilidade, ou tensão externa necessária.

Gerando uma corrente

O gerador elétrico pode ser explicado como sendo um capacitor permanentemente carregado, também conhecido como eletreto. Os pesquisadores injetaram cargas em uma camada isolante desse capacitor, empregando um novo método de carga baseado em eletromolecimento - a modificação da capacidade dos líquidos de manter contato com uma superfície sólida com um campo elétrico. Uma corrente elétrica é gerada no impacto de uma gota quando as contra-cargas induzidas no capacitor são redistribuídas.

Aumentando a corrente

A magnitude desta corrente é governada pelo número de cargas injetadas. Usando amostras compostas com alta resistência, eles foram capazes de aumentar significativamente o número de cargas injetadas. O design inteligente dos eletrodos permitiu que a redistribuição de carga em seu gerador ocorresse de forma mais eficiente. Os pesquisadores conseguiram converter 11,8% da energia mecânica de uma gota impactante em energia elétrica, o que é uma melhoria significativa em comparação com a eficiência de dispositivos semelhantes. Além disso, eles demonstraram que a eficiência de captação de energia não se degrada após 100 dias, exigindo apenas um único ciclo de carga de 15 minutos antes da aplicação de longo prazo.

Formulários

Sua abordagem não se limita à coleta de energia com base em gotículas. Niels Mendel, um dos autores diz:"Nosso método também pode ser considerado para outras aplicações onde a energia mecânica precisa ser convertida em energia elétrica, por exemplo em wearables, das ondas gigantes, ou para detecção. "Mais pesquisas são necessárias para projetar um gerador que possa coletar energia da chuva com eficiência suficiente.

O artigo é intitulado "Charge Trapping-Based Electricity Generator (CTEG):Um Nanogerador Ultrarobust e de Alta Eficiência para Coleta de Energia de Gotas de Água, "e foi publicado em Materiais avançados no dia 6 de julho.

Um segundo artigo da mesma equipe que enfoca os princípios físicos do processo de captação de energia é intitulado "Captação de energia de gotas que impactam em superfícies carregadas" e está prestes a ser publicado em Cartas de revisão física .