Nanogeradores permitem que pisos de madeira gerem eletricidade

Atualmente procuram-se todo o tipo de mecanismos que possam gerar energia. Dos painéis solares até às ondas do mar, a ideia é aproveitar tudo, nem que seja o movimento dos comboios nas linhas. Assim, com tanta necessidade de fabricar o "combustível" que faz girar o planeta, foi desenvolvido um "nanogerador" à base de madeira que pode gerar energia a partir das pisadas no solo.

Os investigadores suíços utilizaram uma combinação de um revestimento de silício e nanocristais incorporados para criar um dispositivo que pudesse alimentar lâmpadas LED e pequenos componentes eletrónicos.

E se ao pisar um chão de madeira gerasse energia para manter uma casa?

A equipa começou por transformar a madeira num nanogerador através da colocação de duas peças de madeira funcional entre elétrodos. Os pedaços de madeira tornam-se carregados eletricamente através de contactos periódicos e fricção quando são pisados, um fenómeno chamado de efeito triboelétrico. Estes eletrões podem então ser transferidos de um objeto para outro, gerando uma corrente elétrica.

A madeira é geralmente um material impróprio para o transporte de eletrões, o que limita a sua capacidade de gerar eletricidade.

O desafio é tornar a madeira capaz de atrair e perder eletrões.

Explica o autor principal Guido Panzarasa da ETH Zurique.

Para o conseguir, a equipa revestiu um pedaço de madeira com um silicone que ganha eletrões por contacto, enquanto impregnou o outro pedaço de madeira com nanocristais que têm uma maior tendência a perder eletrões.

Também testaram diferentes tipos de madeira para determinar se certas espécies ou a direção em que a madeira é cortada poderiam influenciar as suas propriedades elétricas, servindo como uma melhor estrutura para o revestimento.

Abeto é a madeira com melhor desempenho

Os investigadores descobriram que o abeto cortado radialmente, uma madeira de construção comum europeia, tinha um melhor desempenho e, uma vez tratado, gerava 80 vezes mais eletricidade do que a madeira natural. Além disso, a produção de eletricidade do dispositivo foi estável sob forças constantes durante até 1.500 ciclos.

A equipa descobriu ainda que um protótipo de chão de madeira com uma superfície ligeiramente menor do que a de um pedaço de papel pode produzir energia suficiente para alimentar lâmpadas LED domésticas e pequenos dispositivos eletrónicos, tais como calculadoras. Acenderam com sucesso uma lâmpada com o chão protótipo quando um adulto caminhou sobre ele, convertendo os passos em eletricidade.

O nosso objetivo era demonstrar a possibilidade de modificar a madeira com procedimentos relativamente amigos do ambiente, de modo a torná-la triboelétrica. A madeira de abeto é barata, facilmente disponível e tem propriedades mecânicas favoráveis. O método de funcionalidade é bastante simples e pode ser escalável à escala industrial. É apenas uma questão de engenharia.

Disse Guido Panzarasa, ETH Zurique.

O nanogerador recentemente desenvolvido também mantém as características que tornam a madeira útil para o design de interiores, tais como a sua robustez mecânica e cores quentes. Os investigadores dizem que estas características poderiam ajudar a promover a utilização de nanogeradores de madeira como fontes de energia verde em edifícios inteligentes.

Alegam também que a construção com madeira poderia ajudar a mitigar as alterações climáticas ao captar o CO2 do ambiente durante a vida útil do material.

A equipa planeia agora otimizar ainda mais o nanogerador com revestimentos químicos mais amigos do ambiente e mais fáceis de aplicar.