Investigadores criam papel de parede que gera eletricidade a partir da humidade do ar

Tecnologia desenvolvida nos Estados Unidos utiliza microgeradores impressos para captar a humidade do ambiente e produzir energia de forma contínua, com potencial para alimentar sensores e teclados sem fios.

O papel de parede é habitualmente utilizado para fins decorativos. No entanto, investigadores da Universidade de Binghamton, nos Estados Unidos, decidiram atribuir-lhe uma nova função: desenvolveram um tipo de papel de parede capaz de gerar eletricidade a partir da humidade do ar.

A tecnologia utiliza minúsculos geradores de eletricidade alimentados pela humidade (MEGs), que absorvem moléculas de água presentes no ar. Segundo a equipa de investigação, a humidade absorvida promove a dissociação e o movimento de iões no interior do material, criando um gradiente de concentração iónica. Esta separação de cargas estabelece uma diferença de potencial elétrico entre os dois lados do papel, permitindo a produção de eletricidade.

“Todos os dispositivos anteriores de produção de energia a partir da humidade foram concebidos para ambientes exteriores, uma vez que existe muita humidade no ar, o que constitui uma excelente fonte de energia”, explicou Seokheun «Sean» Choi, responsável pela investigação, citado pelo Interesting Engineering. “O problema é que produzem quantidades muito reduzidas de energia e o ambiente exterior não é estável, devido à exposição solar intensa ou às condições meteorológicas”, disse.

Segundo o investigador, uma das vantagens dos espaços interiores é a maior estabilidade dos níveis de humidade, que se situam geralmente entre os 30% e os 60%. Além disso, atividades quotidianas como respirar, cozinhar ou tomar banho contribuem para aumentar a humidade disponível no ambiente.

Como funciona a tecnologia

Os MEGs convencionais utilizam estruturas verticais ou horizontais com uma distribuição assimétrica de materiais higroscópicos ou ionizáveis. Nestas estruturas, uma das regiões absorve preferencialmente a humidade, enquanto outra favorece a sua libertação ou evaporação, criando um gradiente contínuo de humidade e de concentração iónica que permite a separação de cargas elétricas.

Contudo, a adaptação desta arquitetura a superfícies com a dimensão de uma parede apresenta algumas limitações, nomeadamente a utilização pouco eficiente do espaço e a dificuldade em manter um transporte de humidade direcionado em áreas de maior dimensão.

Para ultrapassar estes desafios, Seokheun Choi e a sua equipa desenvolveram uma nova arquitetura MEG, semelhante à de um microchip integrado numa placa de circuito impresso.

Neste sistema, o glicerol colocado nas extremidades capta a humidade do ar, enquanto uma estrutura central elevada, constituída por polivinilpirrolidona (PVP) e revestida com uma camada de cera, controla a libertação e a evaporação da humidade.

De acordo com os investigadores, esta configuração permite direcionar o transporte da humidade desde a zona de absorção até à região de evaporação, mantendo um gradiente mais controlado e favorecendo a produção contínua de eletricidade.

“Não foi fácil integrar três áreas diferentes num único papel, mas quero que tudo possa ser impresso, para que seja possível produzir esta tecnologia em massa e a uma escala maior”, afirmou Choi.

Outra característica do papel de parede desenvolvido pela equipa é a localização das ligações elétricas dos MEGs na parte posterior, de forma a preservar a estética da superfície.

Apesar do potencial da tecnologia, os investigadores consideram que, nesta fase, a sua principal aplicação será a alimentação de pequenos dispositivos eletrónicos, como sensores ambientais ou teclados sem fios. O sistema poderá ainda contribuir para a regulação da humidade nos espaços interiores.