Usando metal líquido para transformar movimento em eletricidade - mesmo debaixo d'água


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Pesquisadores da North Carolina State University criaram um dispositivo macio e extensível que converte movimento em eletricidade e pode funcionar em ambientes úmidos.

“A energia mecânica - como a energia cinética do vento, ondas, movimento do corpo e vibrações dos motores - é abundante”, diz Michael Dickey, autor correspondente de um artigo sobre o trabalho e Camille & Henry Dreyfus Professor de Engenharia Química e Biomolecular na NC Estado. “Criamos um dispositivo que pode transformar esse tipo de movimento mecânico em eletricidade. E um de seus atributos notáveis ​​é que funciona perfeitamente bem debaixo d'água. ”

O coração do coletor de energia é uma liga de metal líquido de gallium e indium. A liga é envolta em um hidrogel - um polímero macio e elástico inchado com água.

A água do hidrogel contém sais dissolvidos chamados íons. Os íons se reúnem na superfície do metal, o que pode induzir carga no metal. Aumentar a área do metal fornece mais superfície para atrair carga. Isso gera eletricidade, que é capturada por um fio conectado ao dispositivo.

Confira no vídeo (em inglês) a tecnologia:

“Como o dispositivo é macio, qualquer movimento mecânico pode causar sua deformação, incluindo esmagamento, alongamento e torção”, diz Dickey. “Isso o torna versátil para a captação de energia mecânica. Por exemplo, o hidrogel é elástico o suficiente para ser esticado em cinco vezes o seu comprimento original”.

Em experimentos, os pesquisadores descobriram que deformar o dispositivo em apenas alguns milímetros gera uma densidade de potência de aproximadamente 0,5 mW m-2. Essa quantidade de eletricidade é comparável a várias classes populares de tecnologias de captação de energia.


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“No entanto, outras tecnologias não funcionam bem, se é que funcionam, em ambientes úmidos”, diz Dickey. “Este recurso exclusivo pode permitir aplicações de configurações biomédicas a roupas esportivas e ambientes marinhos. Além disso, o dispositivo é simples de fazer.

“Existe um caminho para aumentar a potência, por isso consideramos o trabalho que descrevemos aqui uma demonstração de prova de conceito.”

Os pesquisadores já têm dois projetos relacionados em andamento.

Um projeto tem como objetivo usar a tecnologia para alimentar dispositivos vestíveis, aumentando a produção de energia da colheitadeira. O segundo projeto avalia como essa tecnologia poderia ser usada para coletar a energia das ondas do oceano.

O artigo, “A Soft Variable-Area Electrical-Double-Layer Energy Harvester”, é publicado na revista Advanced Materials. O primeiro autor do artigo é Veenasri Vallem, um Ph.D. estudante na NC State. Os coautores incluem Erin Roosa e Tyler Ledinh, que eram alunos de graduação na NC State quando o trabalho foi concluído; Sahar Rashid-Nadimi e Abolfazl Kiani, que foram acadêmicos visitantes na NC State e agora estão na California State University, Bakersfield; e Woojin Jung e Tae-il Kim da Universidade Sungkyunkwan na Coreia do Sul, que trabalharam no projeto enquanto visitavam o estado do NC.

O trabalho foi feito com o apoio do Centro ASSIST do Estado do NC, que é financiado pela National Science Foundation sob a concessão EEC-1160483. Suporte adicional veio do Coastal Studies Institute da Carolina do Norte e do Programa Fostering Global Talents for Innovative Growth, supervisionado pelo Korea Institute for Advancement of Technology.

*Artigo original aqui.




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