Tecnologia verde captura eletricidade diretamente do ar
Nanofios produzidos por uma bactéria geram eletricidade quando entram em contato com a umidade naturalmente presente no ar.
[Imagem: UMass Amherst/Jun Yao/Lovley labs]
Eletricidade retirada do ar
A ideia de coletar eletricidade diretamente do ar tem várias vertentes, desde o trabalho seminal do professor Fernando Galembeck, da Unicamp, que usou nanopartículas semicondutoras, até a coleta de ondas eletromagnéticas do ambiente, quaisquer que sejam suas origens.
Xiaomeng Liu e seus colegas da Universidade de Massachusetts, nos EUA, apresentaram agora uma nova abordagem.
Nanofios recobertos por proteínas eletricamente condutoras, produzidas pela bactéria Geobacter sulfurreducens , em contato com a umidade naturalmente presente no ar, geram eletricidade diretamente, no que a equipe chama de Air-gen, ou "gerador de eletricidade do ar".
O nanogerador requer apenas uma fina película de nanofios recobertos de proteínas, com menos de 10 micrômetros de espessura. A parte inferior do filme é depositada sobre um eletrodo, enquanto um eletrodo menor, que cobre apenas uma parte do filme de nanofios, fica no topo.
O filme adsorve o vapor de água da atmosfera, e uma combinação de condutividade elétrica e química superficial dos nanofios de proteínas, acopladas por meio dos minúsculos poros entre os nanofios dentro do filme, estabelecem as condições que geram uma corrente elétrica entre os dois eletrodos.
Isso torna a tecnologia "verde", dispensando quaisquer compostos químicos ou metálicos tipicamente presentes nas baterias.
Micrografia dos nanofios bacterianos e esquema do nanogerador.
[Imagem: Xiaomeng Liu et al. - 10.1038/s41586-020-2010-9]
Gerador de eletricidade do ar
A eletricidade gerada alcança 0,7 V, com uma densidade de corrente de cerca de 17 microamperes por centímetro quadrado de um filme de 7 micrômetros de espessura. Com a grande vantagem de que, ao contrário dos geradores triboelétricos, o suprimento de energia é constante.
Isso torna o dispositivo capaz de alimentar sensores e pequenos circuitos eletrônicos, como os da internet das coisas, o que coloca o Air-gen na categoria dos nanogeradores.
E a equipe já está pensando em transformar o protótipo de demonstração em um produto comercial. Para isso, eles planejam transformá-lo em um adesivo que possa ser usado para suprir energia para monitores de saúde e relógios inteligentes, eliminando a necessidade de baterias.
"O objetivo final é criar sistemas em larga escala. Por exemplo, a tecnologia pode ser incorporada à tinta de parede para ajudar a alimentar sua casa. Ou podemos desenvolver geradores a ar autônomos que forneçam eletricidade sem conexão à rede. Quando atingirmos a produção dos fios em escala industrial, eu realmente espero que possamos fazer grandes sistemas que darão uma grande contribuição à produção sustentável de energia," disse o professor Jun Yao.
Bibliografia:
Artigo: Power generation from ambient humidity using protein nanowires
Autores: Xiaomeng Liu, Hongyan Gao, Joy E. Ward, Xiaorong Liu, Bing Yin, Tianda Fu, Jianhan Chen, Derek R. Lovley, Jun Yao
Revista: Nature
DOI: 10.1038/s41586-020-2010-9
