Pisos de madeira misturados com silício geram eletricidade a partir de passos

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Homem andando no chão de madeira

Pisos de madeira podem ser projetados para gerar eletricidade quando pisados

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Pisos de madeira com infusão de silício e íons de metal podem gerar energia elétrica suficiente a partir de passos humanos para acender lâmpadas LED. Os pesquisadores esperam poder fornecer uma fonte de energia verde para as residências.

Alguns materiais podem gerar uma carga elétrica ao entrarem em contato com outro material e, em seguida, se separarem, devido a um fenômeno denominado efeito triboelétrico. Os elétrons são transferidos de um objeto para outro e geram uma carga. Os materiais que tendem a doar elétrons são conhecidos como tribopositivos e os que tendem a recebê-los são conhecidos como tribonegativos.

Guido Panzarasa, da ETH Zürich, na Suíça, e seus colegas descobriram que, embora a madeira fique no meio desse espectro e não passe elétrons prontamente, ela pode ser alterada para gerar cargas maiores. A equipe infundiu silício em um painel de madeira, que capta elétrons ao entrar em contato com um objeto. Um segundo painel foi infundido com nanocristais de framework-8 de imidazolato zeolítico (ZIF-8), um composto contendo íons metálicos e moléculas orgânicas, e esses cristais tendem a perder elétrons. Eles chamaram esse processo de impregnação de “funcionalização”.

A equipe descobriu que esse tratamento tornava um dispositivo que continha ambos os painéis de madeira 80 vezes mais eficiente do que a madeira padrão na transferência de elétrons, o que significa que era poderoso o suficiente para acender lâmpadas LED quando passos humanos comprimiam o dispositivo e colocavam os dois painéis de madeira em contato.

Panzarasa disse: “O desafio é fazer madeira que seja capaz de atrair e perder elétrons. A abordagem de funcionalização é bastante simples e pode ser escalonável em um nível industrial. É apenas uma questão de engenharia. ”

A madeira projetada foi equipada com eletrodos dos quais a carga poderia ser direcionada, e a equipe descobriu que uma amostra de 2 por 3,5 centímetros que foi colocada sob 50 newtons de compressão – uma ordem de magnitude menor que a força de um passo humano – foi capaz de gerar 24,3 volts. Uma amostra maior, com aproximadamente o tamanho de uma folha de papel A4, foi capaz de produzir energia suficiente para acionar as lâmpadas LED domésticas e pequenos dispositivos eletrônicos, como calculadoras.

Panzarasa e sua equipe agora esperam desenvolver revestimentos químicos para madeira que sejam mais ecologicamente corretos e mais fáceis de fabricar.

Referência do jornal: Matéria, DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.matt.2021.07.022

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