Pesquisadores criam papel de parede que gera eletricidade a partir da umidade do ar; saiba como funciona
Tecnologia desenvolvida nos EUA usa microgeradores impressos para captar água do ambiente e produzir energia continuamente, com potencial para abastecer sensores e teclados sem fio
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O papel de parede é um objeto com fins decorativos. Mas pesquisadores da Universidade de Binghamton, dos Estados Unidos, resolveram lhe dar outra função: eles desenvolveram um novo tipo capaz de gerar energia.
O equipamento utiliza minúsculos geradores umidificados de eletricidade (MEGs) que absorvem moléculas de água do ar. Segundo a equipe, a umidade absorvida promove a dissociação e o movimento de íons dentro do material, criando um gradiente de concentração iônica. Essa separação de cargas estabelece uma voltagem entre os dois lados do papel, permitindo a geração de energia elétrica.
“Todos os dispositivos anteriores de geração de energia a partir da umidade são projetados para ambientes externos, pois existe muita umidade no ar, que é uma excelente fonte de energia”, disse o líder da pesquisa Seokheun “Sean” Choi, em comunicado. “O problema é que eles geram quantidades muito pequenas de energia, e o ambiente externo não é estável devido à luz solar extrema ou às condições climáticas”.
Segundo ele, a vantagem de um ambiente interno é que ele mantém uma umidade muito constante entre 30 e 60%, e as atividades dos ocupantes, como respirar, cozinhar e tomar banho, geram umidade adicional.
Projeto
Os MEGs mais comuns utilizam estruturas verticais ou horizontais com uma distribuição assimétrica de materiais higroscópicos ou ionizáveis. Uma região absorve preferencialmente a umidade, enquanto outra promove a dessorção ou evaporação, criando um gradiente sustentado de umidade e concentração iônica que impulsiona a separação de cargas.
O problema é que ampliar essa arquitetura para conjuntos do tamanho de paredes pode levar ao uso ineficiente do espaço e à dificuldade em manter o transporte direcional de umidade em grandes áreas.
Para superar essas limitações, Choi e equipe desenvolveram uma nova arquitetura MEG, semelhante a um microchip em uma placa de circuito impresso. O glicerol nas bordas captura a umidade do ar e uma estrutura elevada de polivinilpirrolidona (PVP) no centro, revestida com uma camada de cera, controla a liberação e a evaporação da umidade.
O design espacial, explicam os pesquisadores, direciona o transporte de umidade da região de absorção para a região de evaporação, mantendo um gradiente mais controlado para a geração contínua de energia.
“Não foi fácil integrar três áreas diferentes em um único documento, mas quero que tudo seja imprimível para que possamos produzi-lo em massa e em maior escala”, apontou Choi.
Outra característica do papel de parede é que toda a fiação dos MEGs foi colocada na parte de trás, a fim de melhorar a estética. Apesar disso, por enquanto, os cientistas vêem os conjuntos MEG como uma forma de alimentar pequenos dispositivos, como sensores ambientais ou teclados sem fio, além de regular a umidade do ambiente.
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