A tecnologia de energia das ondas é uma fonte comprovada de geração de energia, mas existe energia inerente a cada molécula de líquido na Terra, mesmo quando o líquido está em repouso. Na escala molecular, átomos e íons estão sempre em movimento. Se esse movimento em nanoescala puder ser colhido, poderá ser uma grande fonte de energia.



“Existem grandes quantidades de ar e líquido na Terra, e a sua colheita bem sucedida poderia produzir uma quantidade gigantesca de energia para a sociedade”, disse o autor Yucheng Luan.

Luan e seus colaboradores testaram um dispositivo de coleta de energia molecular que captura a energia do movimento natural das moléculas em um líquido. Seu trabalho mostrou que o movimento molecular pode ser usado para gerar uma corrente elétrica estável. Seu trabalho, "Colhedor de movimento térmico molecular para conversão de eletricidade", apareceu em APL Materials .

Para criar o dispositivo, os pesquisadores submergiram nanoarranjos de material piezoelétrico em líquido, permitindo que o movimento do líquido movesse os fios como algas marinhas ondulando no oceano, exceto que neste caso o movimento é na escala molecular invisível, e os fios são feito de óxido de zinco. O material de óxido de zinco foi escolhido por suas propriedades piezoelétricas, o que significa que quando ele ondula, dobra ou deforma sob movimento, gera potencial elétrico.

“Por ser um material piezoelétrico bem estudado, o óxido de zinco pode ser facilmente sintetizado em diversas nanoestruturas, incluindo nanohiskers”, disse Luan. "Um nanohisker é uma estrutura organizada e organizada de muitos nanofios, semelhante às cerdas de uma escova de dentes."

Os seus coletores de energia poderiam ser usados ​​para alimentar nanotecnologias, como dispositivos médicos implantáveis, ou poderiam ser dimensionados para geradores de tamanho real e produção de energia à escala de quilowatts. Uma característica importante do design do dispositivo é que ele não depende de nenhuma força externa, o que aumenta seu potencial como uma fonte de energia limpa revolucionária.

“Os dispositivos coletores de movimento térmico molecular não precisam de nenhum estímulo externo, o que é uma grande vantagem em comparação com outros coletores de energia”, disse Luan.

“Atualmente, a energia elétrica é obtida principalmente por energia externa, como energia eólica, energia hidrelétrica, energia solar, entre outras. Este trabalho abre a possibilidade de geração de energia elétrica através do movimento térmico molecular de líquidos, a partir da energia interna de o sistema físico que é essencialmente diferente do movimento mecânico comum”.

Os autores já estão trabalhando na próxima fase de seu projeto para melhorar a densidade de energia do dispositivo, testando diferentes líquidos, materiais piezoelétricos de alto desempenho e novas arquiteturas de dispositivos e ampliando o dispositivo.

"Acreditamos que este novo tipo de sistema se tornará uma forma indispensável para os seres humanos obterem energia elétrica num futuro próximo."

Mais informações: Coletor de movimento térmico molecular para conversão de eletricidade, APL Materials (2023). DOI:10.1063/5.0169055
Informações do diário: Materiais APL

Fornecido pelo Instituto Americano de Física