Brinquedo no lab: carrinho foi o meio encontrado para testar os nanogeradores triboelétricos. [Imagem: College of Engineering/University of Wisconsin-Madison]

Vruuuumm… Vruuuummmm… O carrinho de brinquedo zune pelo ambiente, com suas grandes rodas douradas e as luzinhas piscando. Quem está com o controle nas mãos não é uma criança, mas um homem crescido de feições asiáticas e o ambiente que o jipinho explora não é um quarto ou quintal. O adulto asiático não é um colecionador, mas um cientista e a cena descrita bem deve ter acontecido num laboratório. O jipinho da foto acima é realmente um brinquedo e ao mesmo tempo é o objeto de pesquisa de Xudong Wang, professor-associado engenharia e ciência de materiais da Universidade de Winconsin-Madison, nos Estados Unidos.

Para ser mais preciso, o que o professor Wang está estudando enquanto parece brincar é justamente a fonte de energia do brinquedo, um nanogerador que ele desenvolveu em parceria com seu doutorando, Yan-chao Mao. Embora possa parecer um brinquedo, o nanogerador pode interessar bastante aos fabricantes de carros para gente grande. Mas qual é o problema que exige um carrinho de brinquedo nos materiais e métodos?

“A fricção entre o pneu e o solo consome cerca de 10% do combustível de um veículo”, explica o professor Wang. “Essa energia é desperdiçada. Assim, se pudermos converter essa energia, teríamos um grande aperfeiçoamento na eficiência energética.”

O nanogerador projetado por Wang e Mao faz exatamente isso: gera energia a partir do potencial elétrico entre o pavimento e as rodas do veículo. Esse tipo de eletrificação por contato ou fricção é o chamado efeito triboelétrico (é o mesmo efeito que gera a eletricidade estática quando se esfrega vidro em seda, por exemplo). O nanogerador funciona com base em um eletrodo integrado em um segmento do pneu. Toda vez que esse pedaço do pneu entra em contato com o chão, a fricção entre os dois gera uma carga elétrica.

Mas será que o gerador funciona mesmo? Seria possível usar de maneira prática a carga gerada triboeletricamente? Para responder essas perguntas, Wang e seus colaboradores partiram para os testes com um carrinho de brinquedo equipado com luzes LED. Os eletrodos foram aplicados nas rodas do brinquedinho e, à medida que ele rodava pelo laboratório, as luzinhas acendiam e apagavam. Portanto, ficou provado que a corrente elétrica gerada pela fricção é capaz de gerar energia o bastante para acender as luzes. Era a aplicação prática de uma energia que de outra forma seria desperdiçada. E assim, o carrinho de brinquedo foi parar no paper publicado na Nano Energy.

Trabalhando seriamente com diversos modelos de carrinhos, os pesquisadores determinaram que a quantidade de energia recuperada depende de dois fatores: o peso e a velocidade do veículo. Quanto mais pesado ou mais veloz, melhor. Mesmo com essas variáveis, Wang estima que uma taxa de conversão de 50% da energia de fricção resultaria em um aumento de 10% no consumo de combustível num carro comum.

Depois que for testado e aprovado em automóveis de verdade, o nanogerador de Wang et. al. daria um sentido completamente novo à expressão carrinho de fricção. Eles deixariam de ser brinquedo de criança para virar brinquedo de gente grande.

referência
rb2_large_gray25Yanchao Mao, Dalong Geng, Erjun Liang, Xudong Wang. Single-electrode triboelectric nanogenerator for scavenging friction energy from rolling tires. Nano Energy, 2015; 15: 227 DOI: 10.1016/j.nanoen.2015.04.026

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...