O ar está literalmente saturado de eletricidade, dizem os cientistas. Pode ser extraído da atmosfera em qualquer lugar e a qualquer hora. Um bom exemplo são as tempestades. Uma tempestade pode ser recriada no nível de moléculas individuais e pode se tornar uma fonte virtualmente infinita de energia, disseram pesquisadores dos Estados Unidos.
Fonte da imagem: Pixabay
Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Amherst (UMass Amherst) há muito se dedicam ao problema de extrair eletricidade do ar. Há muitos anos eles fazem experiências com culturas da bactéria Geobacter sulfurreducens. Em uma série de artigos científicos, pesquisadores mostraram que nanoestruturas feitas de bactérias e seus resíduos são capazes de gerar eletricidade. As bactérias produzem filamentos de proteína de espessura nanométrica e, assim, criam um ambiente para a absorção confiável da umidade do ar. Com base no desenvolvimento, por exemplo, os cientistas introduziram um patch que gera eletricidade ao coletar o suor humano.
Fonte da imagem: Xinying Liu
O material bulk de muitos nanofilamentos cria em sua espessura uma diferença no nível de umidade entre um eletrodo e outro, e inicia o processo de ionização em ambiente úmido. Isso leva naturalmente ao aparecimento de uma diferença de potencial nos eletrodos e ao fluxo de corrente se uma carga for conectada a eles. Tudo o que é necessário para a operação de tal gerador é a umidade do ar, e mesmo no deserto há umidade.
Trabalhos adicionais para melhorar o gerador de “ar” levaram a uma descoberta incrível. Descobriu-se que as bactérias não são absolutamente necessárias para criá-lo. O gerador pode ser criado a partir de uma variedade de materiais prontamente disponíveis, mas o principal é atender a certas condições. A chave deles é a criação de uma diferença de umidade, e como alcançá-la é a décima coisa.
Prova de conceito em um dos trabalhos anteriores do grupo UMass Amherst. Fonte da imagem: Natureza
No caso mais simples, um gerador para extrair eletricidade do ar consiste em dois filmes perfurados colocados um sobre o outro. A perfuração é escolhida de forma que as moléculas de água penetrem com dificuldade, em particular para a umidade atmosférica – isso é 100 nm. Assim, mais umidade se acumula no filme superior do que no inferior, e pode haver muitas dessas camadas – é uma espécie de nuvem de tempestade saturada de umidade.
Para áreas úmidas, o material pode ser um, para áreas desérticas – outro, e tudo isso sem problemas com colônias de bactérias, como descreveram os pesquisadores na revista Advanced Materials. Assim, concluem os cientistas, é possível criar geradores de eletricidade a partir do ar em nível de quilowatt a partir de estruturas multicamadas, e isso parece incrível.