Gerador hidrovoltaico produz eletricidade contínua a partir da evaporação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/03/2026

Protótipo do gerador hidrovoltaico, que se insere no campo conhecido como "colheita de energia".
[Imagem: LNET/EPFL]

Gerador hidrovoltaico

Em 2024, pesquisadores suíços desenvolveram uma plataforma para estudar o efeito hidrovoltaico (HV), um fenômeno que permite a geração de eletricidade quando um fluido passa sobre uma superfície eletricamente carregada. O gerador experimental consistia em uma rede hexagonal de nanopilares de silício, cujo espaçamento criava canais para a evaporação do fluido e geração de eletricidade.

Desde então eles se dedicaram a melhorar a tecnologia, e agora alcançaram uma potência de saída do gerador que equivale ou supera as tecnologias alternativas similares.

Mas o sistema hidrovoltaico tem uma grande vantagem: Em vez de depender do calor e da luz para simplesmente acelerar a evaporação, o sistema gera corrente elétrica aproveitando o calor e a luz para controlar o movimento de íons na água salgada em evaporação e o fluxo de elétrons no nanodispositivo de silício.

"Os desequilíbrios de calor e luz sempre afetarão um dispositivo hidrovoltaico, mas descobrimos como podemos aproveitá-los a nosso favor," explicou Tarique Anwar, da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL).

Com três camadas distintas, uma dedicada à evaporação, outra ao transporte de íons e uma terceira à coleta de carga elétrica, o projeto desacoplado do nanodispositivo permitiu observar e ajustar com precisão cada etapa do processo, até chegar a um nível de eficiência inédito.

Dispositivos hidrovoltaicos podem alimentar redes de sensores sem bateria, em qualquer lugar onde haja água, calor e luz solar disponíveis.
[Imagem: Anwar/Tagliabue - 10.1038/s41467-025-68261-8]

5 vezes melhor

Normalmente, quando pensamos nos efeitos do calor e da luz na evaporação, entendemos que a energia térmica acelera a transformação da água em vapor, e era esse efeito que vinha sendo usado para a colheita de energia. Mas Anwar e sua colega Giulia Tagliabue perceberam que a otimização na produção de energia que eles conseguiram não se devia apenas à evaporação. E a estrutura em camadas do seu dispositivo lhes permitiu compreender o que estava acontecendo.

Como o nanodispositivo é feito de silício semicondutor, os elétrons em seu interior são excitados por fótons da luz solar, enquanto o calor aumenta as cargas negativas em sua superfície. Ao mesmo tempo, a evaporação induzida pelo calor em uma camada de água salgada acima do nanodispositivo faz com que os íons se desloquem, criando separações entre as cargas positivas e negativas. Essa separação de cargas na interface líquido-sólido cria um campo elétrico que impulsiona os elétrons excitados através de um circuito conectado, produzindo eletricidade.

O resultado é excelente, apresentando tensão de 1 V e densidade de potência de 0,25 W/m², várias vezes mais do que qualquer demonstração anterior.

"Nosso trabalho mostra que, devido a esse efeito de carga superficial, a adição de luz e calor solar pode aumentar a produção de energia em até 5 vezes. Esse efeito natural sempre existiu, mas somos os primeiros a aproveitá-lo," disse Tagliabue.

O sistema também oferece uma vantagem de durabilidade, importante para a geração contínua e autônoma de eletricidade. "Em dispositivos de alta tensão, o aumento de desempenho por meio de entradas de calor e luz causa degradação do material ao longo do tempo, especialmente em condições de água salgada. Em contraste, os nanopilares do nosso dispositivo são revestidos com uma camada de óxido para garantir um desempenho estável sob calor e luz, e para proteger contra reações químicas indesejadas," disse Tagliabue.

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