Tinta desenha geradores termoelétricos que funcionam de verdade

Com informações da Nature - 31/08/2021

Os nanogeradores podem ser fabricados no formato e espessura desejados.
[Imagem: Fredrick Kim et al. - 10.1038/s41928-021-00622-9]

Geradores termoelétricos impressos

Os nanogeradores prometem eliminar a necessidade de baterias nos aparelhos pequenos e, sobretudo, naqueles da internet das coisas, gerando eletricidade a partir do ambiente, seja do calor ou do hálito de uma pessoa, até vibrações que o ser humano mal consegue sentir.

O grande desafio é fabricar esses nanogeradores em escala industrial.

Fredrick Kim e colegas do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Ulsan, na Coreia do Sul, encontraram uma maneira de vencer esse desafio.

Kim desenvolveu uma formulação especial de uma tinta, feita a partir de nanopartículas semicondutoras, que pode ser usada para imprimir nanogeradores flexíveis e totalmente funcionais, sobre qualquer substrato que possa ser usado em uma impressora 3D.

A tinta é composta por materiais (bismuto, antimônio, telúrio e selênio) que, juntos, apresentam termoeletricidade, ou seja, a capacidade de transformar uma diferença de temperatura em eletricidade.

Escrita direta

Os pesquisadores demonstraram sua técnica imprimindo fitas finas de 0,5 milímetro de largura e 1,4 milímetro de altura sobre um substrato de silício. Quando uma das extremidades dessas fitas é aquecida - o calor do corpo humano é suficiente -, o microgerador produziu eletricidade suficiente para operar uma rede de sensores sem fio.

"Módulos microtermoelétricos podem ser usados como coletores de energia, resfriadores ativos e sensores térmicos em sistemas integrados. No entanto, a fabricação desses módulos com processos de microfabricação tradicionais é cara e produz apenas filmes termoelétricos bidimensionais, que limitam a formação de gradientes de alta temperatura e, portanto, a quantidade de energia gerada. Aqui, mostramos que arquiteturas termoelétricas tridimensionais em microescala podem ser fabricadas por meio da escrita direta de tintas termoelétricas baseadas em partículas," escreveu a equipe.

Os pesquisadores esperam que a fabricação de nanogeradores por impressão 3D facilite a incorporação de geradores termoelétricos sobretudo em eletrônicos de vestir, substituindo as pesadas baterias.

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