MIT desenvolve nanotubos de carbono capazes de gerar energia elétrica

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 10 de Junho de 2021 às 21h10
Vladimirzotov/Envato

Pesquisadores do MIT, nos EUA, descobriram como gerar eletricidade usando nanotubos de carbono capazes de criar correntes elétricas ao interagir com um líquido solvendo ao seu redor. Esse solvente orgânico consegue extrair os elétrons das partículas, gerando uma corrente forte o suficiente para impulsionar diversas reações químicas ou até mesmo para abastecer robôs em nanoescala. 

“Essa tecnologia é intrigante porque tudo o que você precisa fazer é fluir um solvente por um leito específico dessas partículas. Isso permite ter energia eletroquímica, mas sem a necessidade de utilizar fios”, afirma o professor de engenharia química do MIT Michael Strano.

Trabalho antigo

Em 2010, o professor Strano demonstrou que os nanotubos de carbono são capazes de gerar ondas termelétricas quando são revestidos por uma camada de combustível, criando uma corrente elétrica. Agora, ele e sua equipe descobriram que quando o nanotubo é coberto com um polímero semelhante ao Teflon, ele cria uma assimetria que faz com que os elétrons possam fluir da parte revestida para a não revestida do tubo, produzindo eletricidade. Esses elétrons podem ser removidos ao submergir as partículas em um solvente orgânico especial.

Nanotubos de carbono (azul) revestidos com polímero semelhante ao Teflon (verde) para gerar energia (Imagem: Reprodução/MIT)

Nos testes de laboratório, os pesquisadores criaram partículas geradoras de eletricidade com tamanho de 250 mícrons, triturando nanotubos de carbono até que ficassem parecidos com uma folha de papel. Um lado desta folha foi revestido com o polímero semelhante ao Teflon.

As partículas foram submersas em um solvente orgânico comum de acetonitrila que aderiu à superfície não revestida do sistema e, imediatamente, começou a puxar os elétrons para fora dessas nanopartículas.

“O solvente tira os elétrons e o sistema tenta se equilibrar novamente movendo os elétrons. Não existe química sofisticada de bateria dentro desse dispositivo. É apenas uma partícula que você coloca no solvente orgânico e ela começa a gerar um campo elétrico em tempo real”, explica o professor Strano.

Na prática

Durante os experimentos, o sistema com nanotubos de carbono conseguiu gerar 0,7 volts de eletricidade por partícula. Com a formação de matrizes com centenas de partículas em um tubo de ensaio, os cientistas criaram um leito compactado capaz de gerar energia suficiente para alimentar uma reação química conhecida como oxidação do álcool, para convertê-lo em aldeído ou cetona.

“Como o reator de leito é compacto, ele tem mais flexibilidade em termos de aplicações do que um grande reator eletroquímico. As partículas podem ser muito pequenas e não requerem nenhum fio externo para conduzir essa reação eletroquímica de forma eficiente”, diz o estudante de engenharia Ge Zhang, um dos responsáveis pelo estudo.

Pensando em aplicações para o futuro, os pesquisadores do MIT começaram a construir robôs em micro e nanoescala que podem ser usados como sensores de diagnóstico ou marcadores ambientais, capazes de funcionar sem a necessidade de uma bateria convencional.

“Isso significa que você não precisa colocar uma célula de armazenamento de energia a bordo do robô. Com esse mecanismo feito com nanotubos de carbono será possível tirar a energia necessária, pelo menos em parte, do meio ambiente”, completa o professor Michael Strano.

Fonte: MIT

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