Com a humanidade a aumentar o consumo de recursos de várias ordens, a energia está na base das necessidades, até para fornecimento dos alimentos. Contudo, é imperativo que nas próximas décadas o mundo tenha disponíveis outras fontes de produção de eletricidade. O ar poderá ser aquela que ninguém estaria à espera. Sim, os cientistas descobriram como retirar energia limpa do ar.
Como recolher eletricidade do ar de forma contínua?
Os engenheiros demonstraram algo verdadeiramente revolucionário. Quase qualquer material pode ser utilizado para criar um dispositivo que recolhe continuamente eletricidade do ar húmido.
Não é um desenvolvimento que esteja pronto para aplicação prática, mas, segundo os seus criadores, transcende algumas das limitações de outros dispositivos de recolha. Tudo o que o material precisa é de ter nanoporos com menos de 100 nanómetros de diâmetro. Isto corresponde a cerca de um milésimo da largura de um cabelo humano, pelo que é mais fácil falar do que fazer, mas muito mais simples do que se esperava.
Este material pode recolher a eletricidade gerada por gotículas microscópicas de água no ar húmido, segundo uma equipa liderada pelo engenheiro Xiaomeng Liu da Universidade de Massachusetts Amherst. Chamaram à sua descoberta o “efeito genérico Air-gen”.
O ar contém uma enorme quantidade de eletricidade. Pense numa nuvem, que não é mais do que uma massa de gotículas de água. Cada uma dessas gotículas contém uma carga e, quando as condições são adequadas, a nuvem pode produzir um relâmpago – mas não sabemos como captar de forma fiável a eletricidade do relâmpago. O que fizemos foi criar uma nuvem em pequena escala, construída pelo homem, que produz eletricidade para nós de forma previsível e contínua, para que a possamos colher.
Disse o engenheiro Jun Yao da UMass Amherst.
Se o Air-gen lhe soa familiar, é porque a equipa já tinha desenvolvido um dispositivo de captação de energia do ar. No entanto, o seu dispositivo anterior baseava-se em nanofios de proteínas cultivados por uma bactéria chamada Geobacter sulfurreducens.
Contudo, a bactéria agora já não é necessária.
O que percebemos depois da descoberta da Geobacter é que a capacidade de gerar eletricidade a partir do ar – a que chamámos o “efeito Air-gen” – é genérica: literalmente qualquer tipo de material pode obter eletricidade a partir do ar, desde que tenha uma determinada propriedade.
Explica Yao.
Esta propriedade são os nanoporos, e o seu tamanho baseia-se no caminho médio livre das moléculas de água no ar húmido. Esta é a distância que uma molécula de água pode percorrer no ar antes de colidir com outra molécula de água.
Imagem de ilustração: Nanoporos são o segredo para produzir eletricidade a partir do ar
Air-gen poderá significar um dia energia gratuita para todos
O dispositivo genérico Air-gen é feito de uma película fina de material, como celulose, proteína de seda ou óxido de grafeno. As moléculas de água no ar podem facilmente entrar nos nanoporos e viajar da parte superior da película para a parte inferior, mas chocam com os lados do poro enquanto viajam.
Estas transferências de carga para o material, produzindo uma acumulação, e porque mais moléculas de água correm para o topo da película, ocorre um desequilíbrio de carga entre os dois lados.
Isto produz um efeito semelhante ao que vemos nas nuvens que produzem relâmpagos: a subida do ar cria mais colisões entre gotículas de água no topo de uma nuvem, resultando num excesso de carga positiva nas nuvens mais altas e um excesso de carga negativa nas mais baixas.
Neste caso, a carga poderia ser redirecionada para alimentar pequenos dispositivos ou armazenada numa bateria qualquer.
De momento, ainda se está na fase inicial. A película de celulose que a equipa testou tinha uma saída de tensão espontânea de 260 milivolts no ambiente, enquanto um telemóvel requer uma saída de tensão de cerca de 5 volts. Mas a finura das películas significa que podem ser empilhadas para aumentar a escala dos dispositivos Air-gen, tornando-os mais aplicáveis na prática.
E o facto de poderem ser fabricados com diferentes materiais significa que os dispositivos podem ser adaptados ao ambiente onde vão ser utilizados, dizem os investigadores.
A ideia é simples, mas nunca foi descoberta antes, e abre todo o tipo de possibilidades. Poder-se-ia imaginar ceifeiras feitas de um tipo de material para ambientes de floresta tropical e de outro para regiões mais áridas.
Disse Yao.
O próximo passo seria testar os dispositivos em diferentes ambientes e também trabalhar na sua ampliação. Mas o efeito genérico do Air-gen é real e as possibilidades que representa são prometedoras.
Isto é muito excitante. Estamos a abrir uma porta larga para a recolha de eletricidade limpa do ar.
Respondeu Xiaomeng Liu.