Dispositivo ultrafino e flexível usa o calor do corpo para gerar energia

Imagine que enquanto você corre na rua ou na esteira seu smartwatch no pulso vai sendo automaticamente recarregado. Embora a tecnologia ainda esteja em desenvolvimento, dispositivos que convertem o calor do próprio corpo em eletricidade já existem. Na Universidade de Tecnologia de Queensland, na Austrália, pesquisadores estão aperfeiçoando a inovação com a criação de um novo filme ultrafino e flexível que os torna confortáveis ​​e eficientes.

O professor Zhi-Gang Chen, um dos envolvidos na pesquisa, explica que a maioria dos experimentos similares se concentram em termoelétricos baseados em telureto de bismuto, valorizados por suas altas propriedades que convertem calor em eletricidade, o que os torna ideais para aplicações de baixa potência, como monitores de frequência cardíaca, temperatura ou movimento.

A novidade deste estudo foi a equipe introduzir uma tecnologia econômica para fazer filmes termoelétricos flexíveis usando pequenos cristais, ou “nanoligantes”, que formam uma camada consistente de folhas de telureto de bismuto, aumentando a eficiência e a flexibilidade.

“Criamos um filme imprimível em tamanho A4 com desempenho termoelétrico recorde, flexibilidade excepcional, escalabilidade e baixo custo, tornando-o um dos melhores termoelétricos flexíveis disponíveis”, disse o professor Chen. Desta forma, o filme é capaz de alimentar dispositivos vestíveis de última geração usando o calor do corpo, eliminando a necessidade de baterias.

Para não estudiosos da área, não é exatamente fácil entender o funcionamento da tecnologia. A equipe usou “síntese solvotérmica”, uma técnica que forma nanocristais em um solvente sob alta temperatura e pressão, combinada com “serigrafia” e “sinterização”. O método de serigrafia permite a produção de filmes em larga escala, enquanto a sinterização aquece os filmes até quase o ponto de fusão, unindo as partículas, conforme explica a universidade em comunicado à imprensa.

Aplicações

O professor Chen afirma que os dispositivos termoelétricos flexíveis podem ser usados ​​confortavelmente na pele, onde efetivamente transformam a diferença de temperatura entre o corpo humano e o ar ao redor em eletricidade. Além de abrir caminho para dispositivos vestíveis, como smartwatches, o novo filme também pode ser usado para resfriar chips eletrônicos, ajudando smartphones e computadores a funcionarem com mais eficiência, por exemplo.

Outras aplicações potenciais se enquadram no que ele chama de “gerenciamento térmico pessoal” – onde o calor do corpo pode alimentar um sistema vestível de aquecimento, ventilação e ar condicionado.

O especialista explica que, até o momento, desafios como flexibilidade limitada, fabricação complexa, altos custos e desempenho insuficiente impediram que esses dispositivos atingissem escala comercial. Algumas destas barreiras começam a ser quebradas com o novo dispositivo ultrafino e flexível desenvolvido na Austrália, cuja equipe, em sua maioria, integra um centro de pesquisa em geração de energia com emissão zero.

O primeiro autor do estudo, Sr. Wenyi Chen, afirma que a técnica desenvolvida na Universidade de Tecnologia de Queensland também poderia funcionar com outros sistemas, como termoelétricos baseados em seleneto de prata, que são potencialmente mais baratos e sustentáveis ​​do que materiais tradicionais.

“Essa flexibilidade em materiais mostra as amplas possibilidades que nossa abordagem oferece para o avanço da tecnologia termoelétrica flexível”, conclui Wenyi Chen. A pesquisa da equipe foi publicada na revista Science.