Cientistas construíram um dispositivo genial que gera eletricidade a partir de basicamente nada

Fonte: aqui

Pesquisadores da Universidade de Massachusetts em Amherst (EUA) desenvolveram um dispositivo chamado de “Air-gen” que pode gerar eletricidade usando basicamente nada.

A tecnologia é baseada no fenômeno natural de uma bactéria capaz de criar eletricidade com nada além da presença de ar ao seu redor.

“Estamos literalmente produzindo eletricidade do nada. O Air-gen gera energia limpa 24 horas por dia”, disse o engenheiro elétrico Jun Yao.

Geobacter sulfurreducens

A bactéria, Geobacter sulfurreducens, foi descoberta décadas atrás nas margens barrentas do rio Potomac, nos EUA. Os cientistas logo notaram que ela tinha a habilidade de produzir magnetita na ausência de oxigênio.

Mais tarde, descobriram que o organismo notável também podia produzir outras coisas, como nanofios que conduziam eletricidade.

E é graças a esses nanofios de proteínas eletricamente condutivos da G. sulfurreducens que os pesquisadores conseguiram criar seu gerador movido a ar.

Como funciona

O Air-gen consiste em um filme fino de nanofios medindo apenas 7 micrômetros de espessura, posicionado entre dois eletrodos e exposto ao ar.

Devido à exposição ao ar, o filme é capaz de adsorver (sim, com “d” – adsorver significa a adesão de moléculas de um fluido a uma superfície sólida) vapor de água a partir da atmosfera, o que por sua vez permite que o dispositivo gere uma corrente elétrica contínua entre os dois eletrodos.

A carga é provavelmente criada pela umidade atmosférica. Segundo os pesquisadores, a manutenção do gradiente de umidade, que é fundamentalmente diferente de qualquer coisa vista em sistemas anteriores, explica a saída contínua de tensão do dispositivo de nanofios.

“Descobri que a exposição à umidade atmosférica era essencial e que os nanofios de proteínas absorviam água, produzindo um gradiente de voltagem no dispositivo”, explicou Yao.

Aplicações 

Em estudos anteriores, pesquisadores geraram energia hidrovoltaica usando outros tipos de nanomateriais como o grafeno, mas estas tentativas produziram apenas rajadas curtas de eletricidade, de cerca de alguns segundos.

Já o Air-gen produz uma tensão sustentada de cerca de 0,5 volts, com uma densidade de corrente de cerca de 17 microamperes por centímetro quadrado. 

Não é muito, mas diversos dispositivos conectados poderiam gerar energia suficiente para carregar coisas como celulares e outros eletrônicos de uso pessoal, necessitando de nada além de umidade ambiente – e isso até mesmo em regiões secas como o deserto do Saara.

“O objetivo é criar sistemas em larga escala. Quando chegarmos a uma escala industrial para a produção de nanofios, espero que possamos fazer grandes sistemas que darão uma grande contribuição à produção sustentável de energia”, afirmou Yao, acrescentando que futuros esforços poderiam usar a tecnologia para alimentar casas via nanofios incorporados na pintura de paredes.

Próximos passos

Por enquanto, uma das limitações da tecnologia é a quantidade de nanofios que a G. sulfurreducens é capaz de produzir.

Os cientistas já estão tentando resolver esta questão, contudo o microbiologista Derek Lovely, que identificou a bactéria pela primeira vez nos anos 1980, está conduzindo uma pesquisa na qual modifica geneticamente organismos como o E. coli para desempenhar a mesma tarefa de forma massiva.

“Transformamos o E. coli em uma fábrica de nanofios de proteínas. Com este novo processo escalável, o fornecimento de nanofios não será mais um gargalo para o desenvolvimento dessas aplicações”, afirma Lovley.

Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista científica Nature. [ScienceAlert]