Nanogerador transforma respiração em eletricidade

Os usos de dispositivos capazes de gerar energia a partir do movimento humano, são amplas. Neste caso, o estudo busca uma função de dispositivo biomédico. (Imagem: Xudong Wang)


Esse equipamento tenta simular o pulmão humano.

• Energia da respiração

Cientistas construíram um dispositivo capaz de converter o fluxo de ar da respiração humana em energia elétrica.


A intenção de Xudong Wang e seus colegas da Universidade Winsconsin-Madison, nos Estados Unidos, é criar uma fonte de energia permanente para dispositivos biomédicos.


Hoje, vários desses implantes, incluindo marca-passos e desfibriladores, usam baterias, cuja substituição exige procedimentos cirúrgicos.


A equipe do Dr. Wang trabalha na área há bastante tempo, tendo apresentado resultados significativos, incluindo nanogeradores e uma roupa capaz de gerar energia.

• Energia eólica

A respiração parece ser uma fonte interessante para a geração contínua de energia. O grande problema é que seu fluxo é baixo e seu ritmo flutua bastante.


Até agora, os nanogeradores capazes de transformar um fluxo de ar em eletricidade exigiam velocidades do vento acima dos 2 metros por segundo, que é o fluxo típico de uma respiração humana.


O Dr. Wang resolveu o problema usando um filme piezoelétrico chamado PVDF (fluoreto de poliviniledeno), já usado para gerar energia pela passagem de carros e promissor para aplicação em espelhos de telescópios espaciais.


Os pesquisadores descobriram que o PVDF é eficiente sob um fluxo de ar de baixa velocidade quando ele é fabricado fino o suficiente para entrar em uma oscilação ressonante.


Enquanto a respiração humana tem uma potência teórica de 1 W (a 2 m/s), o dispositivo tem uma saída na faixa dos microWatts, com uma tensão de 0,5 V.

• Colheita de energia

O maior avanço da pesquisa foi justamente na forma de fabricação do PVDF mais fino, uma vez que o diâmetro necessário o tornava fraco demais - tão logo entrava em ressonância, a fita se partia.


A fita foi então fabricada por uma nova técnica de litografia que emprega um feixe de íons para reduzir paulatinamente o diâmetro do material piezoelétrico, sem resultar em uma perda substancial de sua resistência e flexibilidade.


Embora tenha sido usado inicialmente em um dispositivo biomédico, as opções de uso de dispositivos capazes de gerar energia a partir do movimento humano são bem mais amplas, sobretudo para o recarregamento de equipamentos portáteis e nas chamadas roupas inteligentes.


Wang afirmou que o próximo passo do seu trabalho será construir outros protótipos para coletar energia de outras fontes no meio ambiente.


Fonte e redação adaptada de: Inovação e Tecnologia


Bibliografia:
PVDF microbelts for harvesting energy from respiration
Chengliang Sun, Jian Shi, Dylan J. Bayerl, Xudong Wang
Energy & Environmental Science
Sep 2011
Vol.: First published on the web
DOI: 10.1039/C1EE02241E