Gerador produz eletricidade usando somente o calor da sua pele

Pedômetros, monitores de atividades físicas e outros dispositivos vestíveis logo poderão dizer adeus às baterias, passando a serem alimentados pelo próprio calor do corpo do usuário. Esta é a proposta de Youngshang Han e colegas da Universidade de Washington, nos EUA, que criaram um protótipo de nanogerador flexível e durável que coleta o calor do corpo humano e o transforma em eletricidade. O dispositivo se mostrou muito resiliente, continuando a funcionar perfeitamente mesmo depois de ser esticado duas mil vezes e até perfurado várias vezes. A proposta é que ele substitua as baterias para alimentar pequenos eletrônicos, como equipamentos médicos e sensores, mas a equipe também já tem ideias mais futurísticas.

Esperamos um dia adicionar essa tecnologia a sistemas de realidade virtual e outros acessórios vestíveis, para criar sensações quentes e frias na pele ou melhorar o conforto geral. Mas ainda não chegamos lá. Por enquanto, estamos começando com vestíveis que sejam eficientes, duráveis e forneçam feedback de temperatura”, disse o professor Mohammad Malakooti.

Gerador termoelétrico
Já existem nanogeradores que usam calor para gerar eletricidade, mas eles são tipicamente rígidos e quebradiços, por isso a equipe partiu para criar uma alternativa macia e flexível, que possa se amoldar ao corpo humano sem desconforto. Foi preciso começar do zero, usando simulações computadorizadas para determinar a melhor combinação de materiais e estruturas. Praticamente todos os componentes precisaram ser criados no laboratório — só os semicondutores termoelétricos foram comprados no comércio.

O nanogerador termoelétrico tem três camadas principais. No centro ficam os semicondutores termoelétricos rígidos que fazem o trabalho de converter calor em eletricidade. Em cima e embaixo vão compostos impressos em 3D com baixa condutividade térmica, o que melhora a conversão de energia e reduz o peso do dispositivo.

Para fornecer elasticidade, condutividade e autocura elétrica, os semicondutores são conectados por trilhas de metal líquido, também impressas. Além disso, gotículas de metal líquido são incorporadas nas camadas externas para melhorar a transferência de calor para os semicondutores e manter a flexibilidade, já que o metal permanece líquido à temperatura ambiente.

Calor residual de eletrônicos
Além dos dispositivos vestíveis, esses geradores flexíveis poderão ser úteis em outras aplicações. Outra ideia envolve usá-los como acessórios nos aparelhos eletrônicos que esquentam muito.

Você pode imaginar colá-los em eletrônicos quentes e usar esse excesso de calor para alimentar pequenos sensores”, sugere Malakooti. “Isso pode ser especialmente útil em centrais de dados, onde servidores e equipamentos de computação consomem eletricidade substancial e geram calor, exigindo ainda mais eletricidade para mantê-los resfriados. Nossos dispositivos podem capturar esse calor e reutilizá-lo para alimentar sensores de temperatura e umidade. Essa abordagem é mais sustentável porque cria um sistema autônomo que monitora as condições, ao mesmo tempo em que reduz o consumo geral de energia. Além disso, não há necessidade de se preocupar com manutenção, troca de baterias ou adição de nova fiação”.

Bibliografia
Artigo: 3D Soft Architectures for Stretchable Thermoelectric Wearables with Electrical Self-Healing and Damage Tolerance
Autores: Youngshang Han, Halil Tetik, Mohammad H. Malakooti
Revista: Advanced Materials
Vol.: 2407073
DOI: 10.1002/adma.202407073

Fonte: Inovação Tecnológica