Tinta “escreve” geradores de eletricidade alimentados por calor

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Energia

Com informações da Nature – 31/08/2021

Tinta escreve geradores de eletricidade alimentados por calor

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

Geradores termoeltricos 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 hlito de uma pessoa, at vibraes que o ser humano mal consegue sentir.

O grande desafio fabricar esses nanogeradores em escala industrial.

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

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

A tinta composta por materiais (bismuto, antimnio, telrio e selnio) que, juntos, apresentam termoeletricidade, ou seja, a capacidade de transformar uma diferena de temperatura em eletricidade.

Escrita direta

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

“Mdulos microtermoeltricos podem ser usados como coletores de energia, resfriadores ativos e sensores trmicos em sistemas integrados. No entanto, a fabricao desses mdulos com processos de microfabricao tradicionais cara e produz apenas filmes termoeltricos bidimensionais, que limitam a formao de gradientes de alta temperatura e, portanto, a quantidade de energia gerada. Aqui, mostramos que arquiteturas termoeltricas tridimensionais em microescala podem ser fabricadas por meio da escrita direta de tintas termoeltricas baseadas em partculas,” escreveu a equipe.

Os pesquisadores esperam que a fabricao de nanogeradores por impresso 3D facilite a incorporao de geradores termoeltricos sobretudo em eletrnicos de vestir, substituindo as pesadas baterias.

Bibliografia:

Artigo: Direct ink writing of three-dimensional thermoelectric microarchitectures
Autores: Fredrick Kim, Seong Eun Yang, Hyejin Ju, Seungjun Choo, Jungsoo Lee, Gyeonghun Kim, Soo-ho Jung, Suntae Kim, Chaenyung Cha, Kyung Tae Kim, Sangjoon Ahn, Han Gi Chae, Jae Sung Son
Revista: Nature Electronics
DOI: 10.1038/s41928-021-00622-9

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