Gerador de dois barris com revestimento de peles colhe energia de ondas lentas

Os pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL) desenvolveram uma forma incomum de coletar energia das ondas, com um cilindro suavemente rolante projetado em torno do efeito triboelétrico que causa choques estáticos depois que você caminha sobre certos tapetes.

A equipe do PNNL protótipo de um novo «nanogerador triboelétrico cilíndrico de freqüência múltipla» (FMC-TENG) especificamente projetado para extrair energia de ondas de baixa freqüência em mar aberto. Não estamos falando aqui de dispositivos em megawatts, capazes de fornecer energia de volta à rede elétrica; a equipe espera que estas máquinas acabem sendo uma forma prática, leve e de baixo custo de alimentar plataformas de monitoramento em mar aberto que podem incluir vários sensores e um sistema de comunicação via satélite.

O efeito triboelétrico (o prefixo tribo – referente a fricção ou fricção) ainda não é totalmente compreendido. Todos nós sabemos que ele existe, porque todos nós alcançamos um puxador de porta e fomos atirados, e há muito conhecimento sobre quais materiais se emparelham para criar as cargas estáticas mais fortes.

O pensamento atual é que isso ocorre quando dois materiais diferentes trocam elétrons no nível molecular, criando uma atração eletrostática entre eles. Quando os dois materiais são esfregados juntos, eles são efetivamente separados antes que esses elétrons possam voltar para casa, então uma carga é deixada para trás, e a maçaneta da porta começa a observá-lo se aproximando com alegria malévola.

A FMC-TENG utiliza um design de cilindro com cilindro. O exterior do cilindro menor e o interior do maior são revestidos com peles artificiais, e um material semelhante ao teflon chamado propileno de etileno fluorado (FEP) – materiais selecionados para o efeito triboelétrico ideal quando esfregados juntos. O cilindro interno é livre para girar, e quando se move em relação ao cilindro externo, a eletricidade estática se acumula e é coletada por eletrodos.

Tais TENGs já foram construídos e utilizados antes, mas para tornar este eficaz em ondas mais lentas e uniformes como as do mar aberto, a equipe PNNL precisava ampliar a saída, ampliando o movimento entre os dois cilindros. Fez isto freando magneticamente o movimento do cilindro interno, impedindo-o de girar até atingir a crista de uma onda. Neste ponto, com o máximo potencial de energia, o ímã libera o cilindro e ele rola para trás muito mais rapidamente do que normalmente. Desta forma, uma única onda de movimento lento pode ser transformada em uma série de rotações mais rápidas entre os dois cilindros, maximizando o efeito triboelétrico.

O resultado final é uma TENG mais eficiente, capaz de gerar mais energia a partir de movimentos de ondas mais lentos. «O FMC-TENG é único porque há muito poucos conversores de energia de ondas que são eficientes e capazes de gerar energia significativa a partir de ondas oceânicas de baixa freqüência», disse Daniel Deng, co-autor de um estudo publicado na revista Nano Energy. «Este tipo de gerador poderia potencialmente alimentar bóias integradas com matrizes de sensores para rastrear a água do mar aberto, o vento e os dados climáticos utilizando inteiramente a energia renovável dos oceanos».

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