{"id":123640,"date":"2020-03-17T10:00:04","date_gmt":"2020-03-17T13:00:04","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=123640"},"modified":"2020-03-16T21:36:49","modified_gmt":"2020-03-17T00:36:49","slug":"gotas-de-agua-geram-140-volts-e-acendem-100-lampadas-de-led","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/gotas-de-agua-geram-140-volts-e-acendem-100-lampadas-de-led\/","title":{"rendered":"Experimentos: Gotas de \u00e1gua geram 140 volts e acendem 100 l\u00e2mpadas de LED"},"content":{"rendered":"

\"\"Enquanto pesquisadores japoneses comemoravam a\u00a0gera\u00e7\u00e3o de 5V de eletricidade com o movimento de uma \u00fanica gota<\/a>, Wanghuai Xu e seus colegas da Universidade Cidade de Hong Kong demonstraram que d\u00e1 para fazer muito mais.<\/p>\n

\u00c9 claro que os dois experimentos n\u00e3o s\u00e3o diretamente compar\u00e1veis – nem em termos de materiais e nem na t\u00e9cnica de medi\u00e7\u00e3o -, mas o prot\u00f3tipo apresentado agora gerou tens\u00f5es de at\u00e9 140 volts quando alimentado por um fluxo cont\u00ednuo de \u00e1gua.<\/p>\n

E n\u00e3o \u00e9 pouca energia: Sua densidade instant\u00e2nea atingiu at\u00e9 50,1 watts por metro quadrado (W\/m2), milhares de vezes maior do que a gerada por outros dispositivos similares, conhecidos como\u00a0nanogeradores<\/a>.<\/p>\n

A diferen\u00e7a \u00e9 que Xu e seus colegas usaram um trans\u00edstor de efeito de campo (FET) que demonstrou uma efici\u00eancia inesperada na convers\u00e3o de energia. Uma efici\u00eancia t\u00e3o grande que a equipe j\u00e1 se arrisca em falar em “ajudar a avan\u00e7ar a pesquisa cient\u00edfica sobre a gera\u00e7\u00e3o de energia a partir da \u00e1gua e enfrentar a crise energ\u00e9tica”.<\/p>\n

Geradores baseados em gotas<\/strong><\/p>\n

Um gerador de energia baseado em gotas, como o apresentado h\u00e1 poucos dias, com seus 5 volts, normalmente funciona com base no\u00a0efeito triboel\u00e9trico<\/a>, gerando eletricidade induzida por eletrifica\u00e7\u00e3o por contato e indu\u00e7\u00e3o eletrost\u00e1tica quando uma gota atinge uma superf\u00edcie.<\/p>\n

No entanto, a quantidade de cargas geradas na superf\u00edcie \u00e9 limitada pelo efeito interfacial e, como resultado, a efici\u00eancia de convers\u00e3o de energia \u00e9 bastante baixa.<\/p>\n

A equipe descobriu uma nova rota para a acumula\u00e7\u00e3o de cargas superficiais e seu armazenamento ao submeter o pol\u00edmero\u00a0PTFE<\/a>\u00a0(politetrafluoretileno), j\u00e1 usado em v\u00e1rios outros nanogeradores, a um fluxo cont\u00ednuo de gotas – deix\u00e1-lo na chuva, em vez de ficar pingando uma gota de cada vez, por assim dizer.<\/p>\n

Quando as gotas de \u00e1gua atingem continuamente a superf\u00edcie do PTFE, as cargas superficiais geradas se acumulam e gradualmente atingem uma satura\u00e7\u00e3o, atingindo uma densidade de carga muito elevada.<\/p>\n

\n

\"Gotas<\/p>\n

Estes s\u00e3o os LEDs acessos pelo nanogerador.
\n[Imagem:\u00a0Wanghuai Xu – 10.1038\/s41586-020-1985-6]<\/span><\/div>\n<\/div>\n

Circuito fechado<\/strong><\/p>\n

Para explorar esse efeito, Wanghuai Xu chegou a uma arquitetura similar a um trans\u00edstor.<\/p>\n

O componente consiste em um eletrodo de alum\u00ednio e um eletrodo de \u00f3xido de \u00edndio e estanho (ITO) com uma pel\u00edcula de PTFE depositada por cima. O eletrodo PTFE\/ITO \u00e9 respons\u00e1vel pela gera\u00e7\u00e3o, armazenamento e indu\u00e7\u00e3o de cargas. Quando uma gota d’\u00e1gua cai e se espalha na superf\u00edcie desse eletrodo, ela o “liga” naturalmente ao outro eletrodo, de alum\u00ednio, convertendo o sistema original em um circuito el\u00e9trico fechado.<\/p>\n

Dessa forma, uma alta densidade de cargas de superf\u00edcie se acumulada no PTFE quando h\u00e1 uma colis\u00e3o cont\u00ednua de got\u00edculas. Ao mesmo tempo, conforme a \u00e1gua espalhada conecta os dois eletrodos, todas as cargas armazenadas no PTFE podem ser totalmente liberadas para a gera\u00e7\u00e3o de corrente el\u00e9trica. Como resultado, a densidade instant\u00e2nea de energia e a efici\u00eancia de convers\u00e3o de energia s\u00e3o muito maiores.<\/p>\n

“Nossa pesquisa mostra que uma gota de 100 microlitros (1 microlitro = milion\u00e9simo de litro) de \u00e1gua liberada a uma altura de 15 cm pode gerar uma tens\u00e3o acima de 140V. E a energia gerada pode acender 100 pequenas l\u00e2mpadas LED,” contou o professor Zuankai Wang.<\/p>\n

Energia cin\u00e9tica<\/strong><\/p>\n

Wang destaca que o aumento da densidade instant\u00e2nea de pot\u00eancia n\u00e3o resulta de energia adicional, mas da convers\u00e3o da energia cin\u00e9tica da pr\u00f3pria \u00e1gua: “A energia cin\u00e9tica envolvida na queda da \u00e1gua \u00e9 devida \u00e0 gravidade e pode ser considerada livre e renov\u00e1vel. Ela pode ser melhor utilizada.”<\/p>\n

Em termos de usos pr\u00e1ticos, o pesquisador acredita que, a longo prazo, esse novo mecanismo de nanogerador poder\u00e1 ser aplicado e instalado em diferentes superf\u00edcies, onde l\u00edquidos entram em contato com s\u00f3lidos, para utilizar totalmente a energia cin\u00e9tica de baixa frequ\u00eancia da \u00e1gua. Isso pode incluir da superf\u00edcie do casco de embarca\u00e7\u00f5es e estruturas civis no litoral, at\u00e9 a superf\u00edcie dos guarda-chuvas ou dentro de garrafas de \u00e1gua.<\/p>\n

\n

Bibliografia:<\/b><\/p>\n

Artigo:\u00a0A droplet-based electricity generator with high instantaneous power density<\/i>
\nAutores: Wanghuai Xu, Huanxi Zheng, Yuan Liu, Xiaofeng Zhou, Chao Zhang, Yuxin Song, Xu Deng, Michael Leung, Zhengbao Yang, Ronald X. Xu, Zhong Lin Wang, Xiao Cheng Zeng, Zuankai Wang
\nRevista: Nature
\nDOI: 10.1038\/s41586-020-1985-6<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Enquanto pesquisadores japoneses comemoravam a\u00a0gera\u00e7\u00e3o de 5V de eletricidade com o movimento de uma \u00fanica<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":123641,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[],"tags":[],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"thumbnail":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led-150x150.jpg",150,150,true],"medium":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led-300x192.jpg",300,192,true],"medium_large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"large":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"1536x1536":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"2048x2048":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-2":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-3":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false],"cream-magazine-thumbnail-4":["https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-content\/uploads\/2020\/03\/led.jpg",415,265,false]},"uagb_author_info":{"display_name":"","author_link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/author\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"Enquanto pesquisadores japoneses comemoravam a\u00a0gera\u00e7\u00e3o de 5V de eletricidade com o movimento de uma \u00fanica","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123640"}],"collection":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=123640"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123640\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media\/123641"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=123640"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=123640"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=123640"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}