p Os engenheiros do MIT descobriram uma nova maneira de gerar eletricidade usando minúsculas partículas de carbono que podem criar uma corrente simplesmente interagindo com o líquido ao seu redor. p O liquido, um solvente orgânico, extrai elétrons das partículas, gerar uma corrente que poderia ser usada para conduzir reações químicas ou para alimentar robôs em micro ou nanoescala, dizem os pesquisadores.

p "Este mecanismo é novo, e esta forma de gerar energia é completamente nova, "diz Michael Strano, o Carbon P. Dubbs Professor de Engenharia Química no MIT. "Essa tecnologia é intrigante porque tudo que você precisa fazer é fluir um solvente por um leito dessas partículas. Isso permite que você faça a eletroquímica, mas sem fios. "

p Em um novo estudo que descreve esse fenômeno, os pesquisadores mostraram que poderiam usar essa corrente elétrica para gerar uma reação conhecida como oxidação do álcool - uma reação química orgânica importante na indústria química.

p Strano é o autor sênior do artigo, que aparece hoje em Nature Communications . Os principais autores do estudo são o estudante de graduação do MIT Albert Tianxiang Liu e o ex-pesquisador do MIT Yuichiro Kunai. Outros autores incluem o ex-aluno de pós-graduação Anton Cottrill, pós-doutorandos Amir Kaplan e Hyunah Kim, estudante de graduação Ge Zhang, e os recém-formados pelo MIT, Rafid Mollah e Yannick Eatmon.

p Propriedades únicas

p A nova descoberta surgiu da pesquisa de Strano sobre nanotubos de carbono - tubos ocos feitos de uma rede de átomos de carbono, que têm propriedades elétricas únicas. Em 2010, Strano demonstrou, pela primeira vez, que os nanotubos de carbono podem gerar "ondas termelétricas". Quando um nanotubo de carbono é revestido com uma camada de combustível, impulsos de calor em movimento, ou ondas termelétricas, viajar ao longo do tubo, criando uma corrente elétrica.

p Esse trabalho levou Strano e seus alunos a descobrir uma característica relacionada aos nanotubos de carbono. Eles descobriram que quando parte de um nanotubo é revestido com um polímero semelhante ao Teflon, cria uma assimetria que torna possível que os elétrons fluam da parte revestida para a parte não revestida do tubo, gerar uma corrente elétrica. Esses elétrons podem ser retirados submergindo as partículas em um solvente faminto por elétrons.

p Para aproveitar esta capacidade especial, os pesquisadores criaram partículas geradoras de eletricidade triturando nanotubos de carbono e transformando-os em uma folha de material semelhante a papel. Um lado de cada folha foi revestido com um polímero do tipo Teflon, e os pesquisadores então cortam pequenas partículas, que pode ter qualquer formato ou tamanho. Para este estudo, eles fizeram partículas de 250 mícrons por 250 mícrons.

p Quando essas partículas são submersas em um solvente orgânico, como acetonitrila, o solvente adere à superfície não revestida das partículas e começa a puxar os elétrons para fora delas.

p "O solvente leva embora os elétrons, e o sistema tenta se equilibrar movendo elétrons, "Strano diz." Não há química sofisticada de bateria dentro. É apenas uma partícula e você a coloca no solvente e ela começa a gerar um campo elétrico. "

p Poder de partícula

p A versão atual das partículas pode gerar cerca de 0,7 volts de eletricidade por partícula. Neste estudo, os pesquisadores também mostraram que podem formar matrizes de centenas de partículas em um pequeno tubo de ensaio. Este reator de "leito compactado" gera energia suficiente para alimentar uma reação química chamada de oxidação do álcool, em que um álcool é convertido em um aldeído ou uma cetona. Usualmente, esta reação não é realizada usando eletroquímica porque exigiria muita corrente externa.

p "Como o reator de leito compactado é compacto, tem mais flexibilidade em termos de aplicações do que um grande reator eletroquímico, "Diz Zhang." As partículas podem ser muito pequenas, e não requerem fios externos para impulsionar a reação eletroquímica. "

p Em trabalho futuro, Strano espera usar esse tipo de geração de energia para construir polímeros usando apenas dióxido de carbono como matéria-prima. Em um projeto relacionado, ele já criou polímeros que podem se regenerar usando dióxido de carbono como material de construção, em um processo movido a energia solar. Este trabalho é inspirado na fixação de carbono, o conjunto de reações químicas que as plantas usam para construir açúcares a partir do dióxido de carbono, usando energia do sol.

p A longo prazo, esta abordagem também pode ser usada para alimentar robôs em micro ou nanoescala. O laboratório de Strano já começou a construir robôs nessa escala, que poderão um dia ser usados ​​como sensores de diagnóstico ou ambientais. A ideia de ser capaz de extrair energia do ambiente para alimentar esses tipos de robôs é atraente, ele diz.

p "Isso significa que você não precisa colocar o armazenamento de energia a bordo, "ele diz." O que gostamos neste mecanismo é que você pode pegar a energia, pelo menos em parte, do meio ambiente. "