Dispositivo converte fluxo de ar da respiração humana em energia elétrica

Engenheiros construíram um dispositivo capaz de converter o fluxo de ar da respiração humana em energia elétrica.

O objetivo dos pesquisadores da Universidade Winsconsin-Madison, nos Estados Unidos, é criar uma fonte de energia permanente para dispositivos biomédicos.

A equipe, liderada por Xudong Wang desenvolveu uma microfita de plástico que vibra quando passa um fluxo de ar de baixa velocidade, tal como a respiração humana.

Em certos materiais, tais como o fluoreto de polivinilideno (PVDF), usados pela equipe de Wang, uma carga elétrica se acumula em resposta ao estresse mecânico aplicado. Isto é conhecido como efeito piezoelétrico. Os pesquisadores modificaram PVDF para gerar energia elétrica suficiente da respiração para operar pequenos dispositivos eletrônicos.

Os pesquisadores descobriram que o PVDF é eficiente sob um fluxo de ar de baixa velocidade quando ele é fabricado fino o suficiente para entrar em uma oscilação ressonante. "Basicamente, estamos colhendo a energia mecânica de sistemas biológicos. O fluxo de ar da respiração humana normal é tipicamente abaixo de cerca de dois metros por segundo. Calculamos que, se pudéssemos fazer esse material fino, pequenas vibrações poderiam produzir um microwatt de energia elétrica que poderia ser útil para sensores ou outros dispositivos implantados no rosto", explica Wang.

Os pesquisadores aproveitam os avanços da nanotecnologia e de dispositivos eletrônicos miniaturizados para desenvolver uma série de ferramentas biomédicas que possam monitorar a glicemia para diabéticos ou manter uma bateria de marca-passo carregada para que ele não precise de substituição.

O que é necessário para executar esses dispositivos minúsculos é uma fonte de alimentação minúscula. O desperdício de energia sob a forma de fluxo sanguíneo, movimento, calor, ou neste caso, a respiração, oferece uma fonte consistente de energia.

A equipe de Wang utilizou um processo ioncondicionante para afinar o material com cuidado, preservando suas propriedades piezoelétricas. Com as melhorias, os pesquisadores acreditam que a espessura pode ser controlada até o nível submicron.

Como PVDF é biocompatível, Wang diz que o desenvolvimento representa um avanço significativo para a criação de um dispositivo prático em microescala para captação de energia a partir da respiração.

Embora tenha sido usado inicialmente em um dispositivo biomédico, as opções de uso de dispositivos capazes de gerar energia a partir do movimento humano são bem mais amplas.

Wang afirma que o próximo passo do trabalho será construir outros protótipos para coletar energia de outras fontes no meio ambiente.

Fonte: isaude.net