Cientistas criam máquina que gera eletricidade a partir do ar

Um grupo de cientistas desenvolveu um dispositivo chamado “ressonador térmico”, que pode extrair a eletricidade a partir do ar, aproveitando as mudanças graduais de temperatura que ocorrem naturalmente ao longo do dia.

Um artigo sobre a pesquisa, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos EUA, foi publicado a semana passada na revista científica Nature Communications.

A ideia não é nova. Os cientistas procuram formas de aproveitar as flutuações de temperatura como fonte de energia há anos. A maioria dos dispositivos desse tipo funciona com base no princípio termoelétrico, o que significa que geram eletricidade ao aproveitar as diferenças de temperatura entre os dois lados de um material.

Por outras palavras, à medida que o calor viaja do lado mais quente de um material para o lado mais frio, é criada uma diferença de tensão, o que, por sua vez, gera eletricidade.

No entanto, até hoje, todas as aplicações alcançadas dependiam de uma diferença de temperatura bastante significativa. A vantagem do novo estudo é que pode ser utilizado com flutuações mais graduais durante longos períodos de tempo, permitindo que funcione com as mudanças naturais de temperatura ao longo do dia.

O componente ativo do ressonador térmico é uma espuma composta de cobre ou níquel e infundida com uma cera, conhecida como octadecano, que se liquidifica e solidifica a certas temperaturas.

A mistura espumosa é revestida por uma camada de grafeno, um excelente condutor térmico. No total, esta combinação específica de materiais dá ao dispositivo uma efusividade térmica muito alta, o que significa que pode efetivamente absorver o calor à sua volta, bem como libertá-lo.

Essencialmente, o calor é capturado num lado do dispositivo e irradiado lentamente através do material para o outro lado. Uma vez que um lado é sempre mais frio que o outro, o calor continua em movimento enquanto tenta estabelecer um equilíbrio, e é armazenado na cera no meio do dispositivo, um material de mudança de fase. Essa energia pode então ser recolhida usando sistemas termoelétricos regulares.

“Basicamente inventamos o conceito. Construímos o primeiro ressonador térmico. É algo que cabe numa mesa e pode gerar energia do ‘nada’. Estamos rodeados por flutuações de temperatura de todas as frequências diferentes. É uma fonte de energia inexplorada“, disse um dos autores do estudo, Michael Strano.

Os cientistas testaram o dispositivo durante 16 dias. Nesse tempo, a temperatura variou até 10 graus Celsius por dia, e o sistema conseguiu explorar isso para gerar 350 milivolts de potencial elétrico e 1,3 miliwatts de potência.

Apesar de esses resultados poderem parecer relativamente modestos, os investigadores dizem que o sistema seria suficiente para executar sensores e equipamentos remotos de baixa potência, sem precisar de baterias.

E, uma vez que utiliza as flutuações da temperatura ambiente, não está à mercê dos elementos como a energia solar ou eólica.

Essa vantagem pode ser fundamental. Ser capaz de operar quando os outros geradores não conseguem torna o ressonador térmico parte importante de uma rede de energia. Quantas mais fontes estiverem disponíveis nesta rede, melhor, porque as condições não são sempre adequadas.