Tecido feito com nanotubos de carbono transforma calor em energia elétrica

Tecido feito com nanotubos de carbono transforma calor em energia elétrica

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 23 de Agosto de 2021 às 17h33
Reprodução/Rice University

Pesquisadores da Universidade Rice, nos EUA, desenvolveram um tecido de algodão flexível que transforma o calor do sol em energia elétrica. As fibras combinadas com nanotubos de carbono geram eletricidade suficiente para abastecer uma lâmpada de LED convencional.

Além de gerar energia, essas fibras minúsculas com nanotubos de carbono podem ser usadas como dissipadores de calor personalizados, adaptados para resfriar de maneira mais eficiente equipamentos eletrônicos sensíveis às variações de temperatura do ambiente.

“Se um lado de um material termoelétrico estiver mais quente do que o outro, ele produzirá energia. O calor pode vir do sol ou de outros dispositivos, como as placas de aquecimento usadas no experimento com o tecido feito de algodão”, explica a estudante de pós-graduação em engenharia elétrica Natsumi Komatsu, autora principal do estudo.

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Potência

Para criar um tecido eficiente, capaz de converter o calor da luz do sol em energia elétrica, os cientistas produziram fibras especiais de nanotubos de carbono que continham o que eles chamam de “fator de potência gigante” — cerca de 14 miliwatts por metro kelvin ao quadrado.

Esse fator de potência de um material é uma combinação entre sua condutividade elétrica e um elemento conhecido pelos cientistas como coeficiente de Seebeck, usado para medir sua capacidade de converter diferenças térmicas em eletricidade dentro de um determinado dispositivo.

“O fator estudado diz quanta densidade de potência você pode obter de um material com certa diferença no gradiente de temperatura. A condutividade elétrica ultra-alta desta fibra fabricada com nanotubos de carbono costurados ao tecido foi uma das nossas principais descobertas”, acrescenta Komatsu.

Energia Fermi

Os pesquisadores perceberam que a fonte dessa superpotência também está relacionada ao ajuste da energia Fermi dos nanotubos — uma propriedade que determina o potencial eletroquímico de um material. Eles conseguiram controlar essa energia colocando os nanotubos em fibras quimicamente modificadas.

Natsumi Komatsu com o tecido feito com fibras de nanotubos de carbono (Imagem: Reprodução/Rice University)

Os testes foram realizados em tecidos com apenas alguns centímetros de comprimento, mas nada impede que essa técnica seja aplicada em dispositivos maiores com fabricação em grande escala, já que a condutividade elétrica permanece alta do começo ao fim da fibra.

“Em vez de desperdiçar carbono queimando-o em dióxido de carbono, podemos usá-lo como dispositivos com mais benefícios ambientais na geração e transporte de eletricidade. Com o desenvolvimento certo, esses materiais podem se tornar blocos de construção de fibras eletrônicas têxteis ou equipamentos vestíveis, capazes de coletar de energia”, encerra o engenheiro químico e biomolecular Matteo Paquali, coautor do estudo.

Fonte: Rice University

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