Pesquisadores da Universidade do Alabama em Huntsville (UAH) criaram um novo tipo de nanogerador triboelétrico (TENG) que produz eletricidade através do uso de massa calcária, prometendo economias de custos consideráveis ​​em relação aos métodos convencionais de fabricação.



Inventados em 2012, os TENGs são pequenos dispositivos que convertem energia mecânica ou térmica em eletricidade para uso em pequenos dispositivos autônomos sem fio, como aqueles em eletrônicos vestíveis, monitoramento de condições e redes de sensores sem fio. Os exemplos incluem implantes de monitores cardíacos, transponders de biochip para animais de fazenda ou sensores que alertam o motorista quando a pressão dos pneus está baixa.

Os TENGs coletam energia para esses dispositivos transferindo uma carga elétrica entre dois objetos quando eles entram em contato ou deslizam um contra o outro, por meio de movimentos como caminhar, vibração, rotação de pneus, vento em movimento ou água corrente, todos com muito pouco impacto ao meio ambiente.

Em comparação com os TENG existentes, que utilizam métodos caros de fabricação baseados em nanotecnologia, o avanço da UAH é um novo tipo de TENG que emprega materiais “pegajosos”, como fita adesiva dupla-face ou massa de calcário para gerar uma carga, tornando-o muito mais econômico. e mais simples de construir.

“Os TENGs tradicionais requerem fabricação baseada em nanotecnologia e outros equipamentos especiais”, ressalta o Dr. Gang Wang, professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na UAH, uma parte do Sistema da Universidade do Alabama. "Apenas habilidades de nível artesanal são necessárias para construir nosso coletor de energia triboelétrico."

A descoberta é detalhada em um artigo publicado na revista ACS Omega . Os co-autores de Wang na UAH incluem o Dr. Moonhyung Jang, assistente de pesquisa de pós-doutorado, Sean P. Rabbitte, assistente de pesquisa de graduação, e Dr.

A pesquisa faz parte do programa Small Business Innovation Research (SBIR) do Departamento de Defesa (DOD), uma iniciativa que apoia contratos ou subsídios financiados pelo governo que incentivam pequenas empresas nacionais a se envolverem em projetos federais de pesquisa e desenvolvimento com potencial para comercialização.

“Nosso parceiro industrial é a Materials Sciences, LLC, e o Dr. Simon Chung é o líder do projeto”, diz Wang. "Já registramos uma patente para o projeto de coleta de energia triboelétrica usando camadas adesivas."

A nova aplicação da UAH de uma massa de montagem à base de calcário, juntamente com uma folha de poliéster metalizado, também amplia a largura de banda de frequência operacional em comparação com os TENGs existentes. Isto é significativo, porque algumas pequenas aplicações de recolha de energia, tais como monitorização da saúde e sistemas de exoesqueletos vestíveis, requerem uma largura de banda de frequência mais ampla para recolher a energia do movimento humano.

“TENGs típicos de separação de contato operam em uma frequência abaixo de 10 Hz”, observa Wang. "No entanto, somos capazes de estender a largura de banda até 80 Hz introduzindo essas camadas triboelétricas em um projeto de coleta de energia baseado em vibração. Após a demonstração bem-sucedida do projeto TENG usando fita dupla-face, começamos a explorar materiais menos pegajosos para separação mais fácil dos materiais. Foi assim que surgiu a ideia de usar massa à base de calcário."

Os pesquisadores da UAH prevêem investigações futuras de geradores à base de massa para explorar a eficácia de diferentes minerais, como mármore, arenito e solo lunar.

Mais informações: Moon-Hyung Jang et al, Geração de energia por uma massa contida em calcário, ACS Omega (2023). DOI:10.1021/acsomega.2c07688
Informações do diário: ACS Ômega

Fornecido pela Universidade do Alabama em Huntsville