Energy EfficiencyNova tecnologia verde gera electricidade a partir da humidade atmosférica
Resumo
Os cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst criaram um dispositivo que usa uma proteína natural para criar eletricidade a partir da umidade no ar. O Air-gen conecta os eletrodos aos nanofios de proteína de tal forma que a corrente elétrica é gerada a partir do vapor de água naturalmente presente na atmosfera. Ele pode gerar energia mesmo em áreas com umidade extremamente baixa, como o Deserto do Saara. Os próximos passos que eles planejam incluem o desenvolvimento de um pequeno "remendo" de ar-gen que pode alimentar os aparelhos eletrônicos, como monitores de saúde e fitness e relógios inteligentes. Eles também esperam desenvolver Air-gens para aplicar em telefones celulares para eliminar a
o objectivo final é fazer sistemas de grande escala que possam ajudar a alimentar a sua casa. Quando chegamos a uma escala industrial para a produção de fios, espero plenamente que possamos fazer grandes sistemas que darão uma grande contribuição para a produção de energia sustentável, os pesquisadores dizem: "Quando tivermos que desenvolver geradores autônomos movidos a ar, que fornecerão eletricidade fora da rede".
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Nova tecnologia verde gera electricidade a partir da humidade atmosférica
Os cientistas da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveram um dispositivo que utiliza uma proteína natural para criar electricidade a partir da humidade no ar, uma nova tecnologia que dizem poder ter implicações significativas para o futuro das energias renováveis, das alterações climáticas e no futuro da medicina.
Como relatado na Natureza, os laboratórios do engenheiro eléctrico Jun Yao e do microbiologista Derek Lovley da UMass Amherst criaram um dispositivo a que chamam "Air-gen", ou gerador alimentado a ar, com nanofios de proteínas condutoras de electricidade produzidos pelo micróbio Geobacter. O Air-gen liga os eléctrodos aos nanofios proteicos de tal forma que é gerada corrente eléctrica a partir do vapor de água naturalmente presente na atmosfera, informou ScienceDaily.
"Estamos literalmente a fazer electricidade a partir do ar rarefeito", diz Yao. "O Air-gen gera energia limpa 24 horas por dia, 7 dias por semana". Lovely, que tem avançado materiais electrónicos baseados em biologia sustentável ao longo de três décadas, acrescenta, "É a mais espantosa e excitante aplicação de nanofios de proteínas até agora".
A nova tecnologia desenvolvida no laboratório de Yao é não poluente, renovável e de baixo custo. Pode gerar energia mesmo em áreas com humidade extremamente baixa, tais como o Deserto do Saara. Tem vantagens significativas sobre outras formas de energia renovável, incluindo solar e eólica, diz Lovley, porque ao contrário destas outras fontes de energia renovável, o Air-gen não requer luz solar nem vento, e "funciona mesmo dentro de casa".
O dispositivo Air-gen requer apenas uma película fina de nanowires de proteínas com menos de 10 microns de espessura, explicam os investigadores. A parte inferior da película repousa sobre um eléctrodo, enquanto um eléctrodo mais pequeno que cobre apenas parte da película de nano-fios assenta em cima. A película adsorve vapor de água da atmosfera. Uma combinação da condutividade eléctrica e da química de superfície dos nanofios da proteína, juntamente com os poros finos entre os nanofios dentro da película, estabelece as condições que geram uma corrente eléctrica entre os dois eléctrodos.
Os investigadores dizem que a actual geração de dispositivos Air-gen são capazes de alimentar a pequena electrónica, e esperam trazer a invenção à escala comercial em breve. Os próximos passos que planeiam incluem o desenvolvimento de um pequeno "remendo" Air-gen que pode alimentar aparelhos electrónicos de desgaste, tais como monitores de saúde e de fitness e relógios inteligentes, o que eliminaria a necessidade de baterias tradicionais. Também esperam desenvolver Air-gens para aplicar em telemóveis, a fim de eliminar a carga periódica.
Yao diz: "O objectivo final é fazer sistemas em grande escala. Por exemplo, a tecnologia poderia ser incorporada na pintura de parede que poderia ajudar a alimentar a sua casa. Ou, podemos desenvolver geradores autónomos alimentados a ar que forneçam electricidade fora da rede. Quando chegarmos a uma escala industrial para a produção de fios, espero plenamente que possamos fazer grandes sistemas que dêem um contributo importante para a produção de energia sustentável".
Continuando a fazer avançar as capacidades biológicas práticas de Geobacter, o laboratório de Lovley desenvolveu recentemente uma nova estirpe microbiana para produzir mais rápida e barata massa de nano-fios de proteínas. "Transformámos E. coli numa fábrica de nano-fios proteicos", diz ele. "Com este novo processo escalável, o fornecimento de nano-fios proteicos deixará de ser um estrangulamento para o desenvolvimento destas aplicações".
A descoberta da Air-gen reflecte uma colaboração interdisciplinar invulgar, dizem eles. Lovley descobriu o micróbio Geobacter na lama do rio Potomac, há mais de 30 anos. O seu laboratório descobriu mais tarde a sua capacidade de produzir nanofios de proteínas condutoras de electricidade. Antes de vir para a UMass Amherst, Yao tinha trabalhado durante anos na Universidade de Harvard, onde concebeu dispositivos electrónicos com nanofios de silício. Juntaram forças para ver se podiam ser feitos dispositivos electrónicos úteis com os nanofios de proteína colhidos em Geobacter.
Xiaomeng Liu, um estudante de doutoramento no laboratório de Yao, estava a desenvolver dispositivos sensores quando reparou em algo inesperado. Ele recorda: "Vi que quando os nanofios foram contactados com eléctrodos de uma forma específica, os dispositivos geraram uma corrente. Descobri que a exposição à humidade atmosférica era essencial e que os nanofios proteicos adsorviam água, produzindo um gradiente de voltagem através do dispositivo".
Para além do Air-gen, o laboratório de Yao desenvolveu várias outras aplicações com os nanofios proteicos. "Isto é apenas o início de uma nova era de dispositivos electrónicos baseados em proteínas" disse Yao.
Este artigo é publicado sob a licença Creative Commons 4.0 e apareceu anteriormente em Agência Tasnim News.
