Energia nos pés: piso de madeira com silício gera eletricidade com passos

Na busca por novas fontes para fornecimento de energia verde para residências, pesquisadores suíços começaram a explorar uma matriz que esteve o tempo todo debaixo de nossos narizes, ou pelo menos debaixo de nossos pés: os pisos de madeira. 

Um nanogerador, revelado em uma pesquisa publicada na revista científica Matter no início de agosto, permite que a madeira do piso gere energia induzida a partir de passos.

Para transformar a madeira, um objeto tradicionalmente incapaz de transmitir eletricidade, em um nanogerador, a equipe precisou aprimorá-la, adicionando um revestimento de silício e nanocristais. Isso resultou em um material 80 vezes mais eficiente, com potencial para alimentar lâmpadas LED e até pequenos componentes eletrônicos.

Para chegar a esses resultados, os pesquisadores imprensaram dois pedaços de madeira entre os eletrodos, tornando-os eletricamente carregados através de contatos e separações periódicas obtidos através de pisadas, um fenômeno chamado efeito triboelétrico. 

No processo, os elétrons são transferidos de um objeto para outro e geram uma carga. Aqueles que doam elétrons são tribopositivos, e os que recebem, tribonegativos.

Como os cientistas usaram a madeira para obter energia elétrica?

Fonte: Matter/Divulgação

Testando diversos tipos de madeira para obter uma melhor eficiência energética, os cientistas descobriram que o abeto cortado radialmente, uma madeira de construção comum na Europa, apresentou o melhor desempenho como nanogerador triboelétrico. O dispositivo não apenas gerou 80 vezes mais eletricidade do que a madeira comum, como a produção de energia se manteve estável sob forças constantes, por até 1,5 mil ciclos.

Um protótipo de madeira projetado pelos cientistas de apenas 2 cm por 3,5 cm foi colocado sob 50 newtons de pressão – uma magnitude inferior a uma pisada humana normal – e produziu 24,3 volts. Repetindo o experimento com uma amostra de madeira do tamanho de uma folha de papel A4, eles acenderam lâmpadas domésticas de LED e acionaram pequenos dispositivos eletrônicos, como calculadoras, usando apenas passos.

Principal autor do estudo, Guido Panzarasa, professor da ETH Zürich, na Suíça, afirma em um comunicado que a equipe se prepara para otimizar ainda mais o nanogerador com revestimentos químicos mais ecologicamente corretos e fáceis de fabricar.  Além de compreender potencialidades ainda desconhecidas da madeira, diz o pesquisador, o objetivo é "permitir que a madeira tenha novas propriedades para futuros edifícios inteligentes sustentáveis".

ARTIGO Matter: doi.org/10.1016/j.matt.2021.07.022