Gerador portátil alimenta pequenos dispositivos de segurança

Carimbo de data / hora: 18 de fevereiro de 2022 2h00
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TSUKUBA, Japão, 18 de fevereiro de 2022 – (ACN Newswire) – Um novo dispositivo semelhante a um bastão à base de água pode converter a energia do movimento em eletricidade. A tecnologia, publicada na revista Science and Technology of Advanced Materials, poderia ser usada para alimentar dispositivos portáteis, como luzes de segurança.
O gerador de bastão portátil pode ser usado para alimentar um bastão de semáforo de segurança com 100 LEDs.


Com o crescente interesse pela internet das coisas e pequenos eletrônicos, há uma grande demanda por fontes de energia portáteis. Uma forma de produzir energia é colher energia do meio ambiente, como energia térmica, solar ou mecânica. Para capturar energia mecânica – a força que um objeto obtém de sua posição e movimento – os cientistas desenvolveram nanogeradores triboelétricos, que podem produzir eletricidade por meio de fricção.

“Os nanogeradores triboelétricos são uma das ferramentas mais eficazes para a captação de energia mecânica devido à sua alta produção elétrica, baixo custo e fácil acessibilidade”, professor Sangmin Lee, da Universidade Chung-ang, na República da Coreia.

Os geradores triboelétricos são eletricamente carregados quando dois materiais diferentes se tocam e depois se separam. Por exemplo, quando um balão é esfregado na roupa, o balão fica carregado e pode grudar nas coisas. No entanto, o atrito entre dois materiais inevitavelmente causa danos, reduzindo a vida útil do dispositivo.

O uso de líquidos pode reduzir o atrito, mas os geradores à base de líquidos têm uma saída elétrica consideravelmente menor do que os sólidos. Há também uma compensação entre tornar o dispositivo grande o suficiente para que o líquido se mova e gere eletricidade, além de garantir que ele seja compacto o suficiente para ser portátil.

Para superar esses problemas, pesquisadores da Universidade Chung-ang, juntamente com colegas da Coreia do Sul e dos EUA, desenvolveram um gerador leve, compacto e à base de água que pode produzir energia elétrica quando agitado.

O dispositivo tem um design simples em forma de bastão e é composto por 10ml de água, um cilindro de polímero e eletrodos. O material polimérico do recipiente tem carga negativa. A água sobe e desce quando o aparelho é agitado, adquirindo uma carga positiva que é transferida para os eletrodos para gerar um alto rendimento elétrico.

"Devido ao seu mecanismo e design simples, este dispositivo pequeno e leve pode ser usado na vida cotidiana. A energia elétrica pode ser produzida simplesmente despejando água no gerador e depois agitando-o", explica Lee.

Os pesquisadores testaram diferentes designs, alterando o tamanho e a proporção dos eletrodos, o espaço físico entre os eletrodos e a quantidade de água para determinar a combinação ideal. Eles descobriram que o gerador de bastão portátil poderia gerar uma alta saída elétrica atingindo 710 volts quando tivesse espaço adequado para o movimento da água e uma área de eletrodos alta.

Os pesquisadores mostraram que o gerador pode alimentar 100 luzes LED, o que significa que pode ser usado como um bastão de luz de segurança de tráfego que acende quando agitado. Este estudo demonstra o potencial dos nanogeradores triboelétricos para serem usados ​​em uma ampla gama de aplicações cotidianas.

Mais informações
Sang Min Lee
Universidade Chung-ang
Email: slee98@cau.ac.kr

Artigo de pesquisa: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

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Comunicado de imprensa distribuído por Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

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