Cientistas criam “nuvem artificial” que coleta eletricidade do ar

Cientistas conseguiram construir um dispositivo que gera eletricidade a partir do ar, usando apenas um par de eletrodos e um material repleto de pequenos buracos, com menos de 100 nanômetros de diâmetro. Utilizando a umidade do ar e coletando a carga que o líquido pairante oferece, e funcionando em qualquer clima, a tecnologia é uma promessa para um futuro cheio de energia limpa e prática.

Existe eletricidade no ar?

Existe, sim! Na verdade, toda molécula de água traz um pouco de carga consigo. Os minúsculos buracos da película são pequenos o bastante para deixar a água passar, gerando eletricidade a partir do acúmulo das moléculas. É uma imitação do processo pelo qual as nuvens geram a eletricidade descarregada nos raios.

A umidade está sempre no ar, independente da porcentagem que verificamos no clima. Por conta disso, a tecnologia funciona em qualquer condição climática, já ganhando vantagem sobre outros sistemas “menos confiáveis”, como a energia solar e a energia eólica, já que dependem de sol ou de vento para funcionar eficientemente.

Conhecendo as nuvens e os raios a nível científico, é comum nos perguntarmos o porquê de não aproveitarmos essa energia — com a resposta estando na dificuldade de capturar cargas tão altas e, além de tudo, armazená-las tão rápido. Jun Yao e sua equipe de cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst, então, tiveram a ideia de construir sua própria réplica do mundo natural.

Anteriormente, os cientistas haviam construído um aparelho que usa uma proteína derivada de bactérias para gerar eletricidade a partir da umidade do ar. A partir disso, eles perceberam que é possível utilizar muitos outros materiais para o mesmo propósito, contanto que os buracos feitos neles fossem pequenos o bastante. Esse tipo de dispositivo, que a equipe chama de “Air-gen”, pode ser feito de uma série de materiais orgânicos, inorgânicos e biológicos — quase todos os que existem, na verdade.

A ciência da geração de energia

As moléculas do ar viajam por cerca de 100 nanômetros — cada medida dessas é menor do que um milionésimo da largura de um fio de cabelo humano — até bater uma na outra. Quando a água se desloca por um material fino repleto de buraquinhos, a carga elétrica tende a se acumular na parte superior do material.

Como menos moléculas chegam à parte de baixo, um desequilíbrio de carga é gerado, como em uma nuvem. Os eletrodos em ambos os lados, então, levam a eletricidade a qualquer dispositivo que precise de energia. Isso se torna uma bateria movida a umidade, uma excelente fonte de energia renovável e largamente disponível.

Como o material utilizado é extremamente fino, ele pode ser empilhado aos milhares, podendo gerar vários kilowatts de energia. Agora, será preciso escalonar a invenção para que funcione tanto com aparelhos pequenos — como vestíveis, tais quais os smartwatches — quanto para uma casa inteira, gerando eletricidade o suficiente para alimentar todos os seus eletrodomésticos.

Para que isso seja possível, a equipe de Yao ainda deve descobrir como coletar eletricidade a partir de uma área de superfície grande e qual a melhor maneira de empilhar lâminas de material verticalmente, melhorando a geração do dispositivo sem utilizar espaço extra. A iniciativa figura entre muitas outras, como a que pretende gerar energia a partir do calor humano, a que busca gerar energia nas sombras e a que quer filtrar água e gerar energia a partir do mesmo dispositivo.