Inovador dispositivo converte vibrações em eletricidade. O futuro é risonho

Num futuro não muito distante, o vibrar dos elementos que nos rodeiam será sinónimo de energia. Não será a energia solar, não será a eólica ou hídrica, será a energia vibracional. Vamos perceber como será isto possível.

Energia vibracional transformada em eletricidade pode muito importante para IoT

Um grupo internacional de investigadores criou um novo dispositivo gerador de energia através da combinação de compósitos piezoeléctricos com polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP), um material comummente utilizado que é leve e resistente. Este novo dispositivo transforma as vibrações do ambiente em eletricidade, proporcionando uma forma eficiente e fiável de alimentar sensores autónomos.

A captação de energia envolve a conversão de energia do ambiente em energia elétrica utilizável e é crucial para garantir um futuro sustentável.

Os objetos do dia a dia, desde frigoríficos a candeeiros de rua, estão ligados à Internet como parte da Internet das Coisas (IoT), e muitos deles estão equipados com sensores que recolhem dados. Mas estes dispositivos IoT precisam de energia para funcionar, o que é um desafio se estiverem em locais remotos ou se forem muitos.

Disse Fumio Narita, coautor do estudo e professor na Escola de Estudos Ambientais da Universidade de Tohoku.

Os raios solares, o calor e as vibrações podem gerar energia elétrica. A energia vibracional pode ser utilizada graças à capacidade dos materiais piezoelétricos para gerar eletricidade quando sujeitos a tensão física. Entretanto, o CFRP presta-se a aplicações nas indústrias aeroespacial e automóvel, equipamento desportivo e equipamento médico devido à sua durabilidade e leveza.

Perguntámo-nos se um dispositivo piezoelétrico de recolha de energia por vibração (PVEH), tirando partido da robustez do CFRP em conjunto com um compósito piezoelétrico, poderia ser um meio mais eficiente e duradouro de recolha de energia.

Adiantou Fumio Narita.

O grupo fabricou o dispositivo utilizando uma combinação de CFRP e nanopartículas de niobato de sódio e potássio (KNN) misturadas com resina epóxi. O CFRP serviu simultaneamente de elétrodo e de substrato de reforço.

O dispositivo, denominado C-PVEH, correspondeu às expectativas. Testes e simulações revelaram que podia manter um elevado desempenho mesmo depois de ser dobrado mais de 100 000 vezes. Revelou-se capaz de armazenar a eletricidade gerada e de alimentar luzes LED. Além disso, superou outros compósitos de polímeros baseados em KNN em termos de densidade de potência de saída.

Para além dos benefícios sociais do nosso dispositivo C-PVEH, estamos entusiasmados com os contributos que demos para o campo da recolha de energia e da tecnologia de sensores. A combinação de uma excelente densidade de produção de energia e de uma elevada resistência pode orientar a investigação futura sobre outros materiais compósitos para várias aplicações.

Concluiu Fumio Narita.

O C-PVEH ajudará a impulsionar o desenvolvimento de sensores IoT auto-alimentados, conduzindo a dispositivos IoT mais eficientes em termos energéticos. Estes resultados abrem a porta a um sem número de aplicações que podem deixar de usar pilhas e baterias para alimentar sensores, passado agora apenas a serem "eletrificados" pelas vibrações.