Enquanto o jipe passava, suas luzes de LED começaram a piscar. Mas, em vez da bateria do brinquedo alimentando as luzes, como se poderia esperar, um nanogerador nos pneus do Jeep coletou energia de atrito para abastecê-los.
Desenvolvido por engenheiros da Universidade de Wisconsin em Madison e da Universidade de Zhengzhou na China, este nanogerador poderia eventualmente tornar os carros reais mais eficientes. Colocando eletrodos nos pneus, os cientistas descobriram como capturar a energia do potencial elétrico em mudança entre os pneus e a estrada. Este tipo de energia é normalmente desperdiçado, mas os nanogeradores tornam possível a colheita e redirecioná-lo para a bateria do carro, eles relataram recentemente na revista Nano Energy .
"Estou muito animado com isso", diz o líder do projeto Xudong Wang, professor associado de ciência e engenharia de materiais na universidade.
O nanogerador trabalha em um princípio chamado efeito triboelétrico, explica Wang. O efeito triboelétrico é a carga que vem do atrito de certos tipos de materiais. O choque estático que você sente depois de esfregar os pés no carpete é um exemplo, e a carga que os pneus de carros de borracha e asfalto geram quando entram em contato.
A equipe de Wang vem experimentando nanogeradores - eletrodos que convertem energia mecânica em eletricidade - há vários anos. Os pesquisadores estão colocando os eletrodos de polegada de comprimento na superfície dos pneus do carro para aproveitar a energia e direcioná-lo de volta para a bateria do carro. Wang gostaria de ver a tecnologia melhorar a eficiência dos carros elétricos.
"Provavelmente, podemos melhorar a quilometragem em 10%", diz Wang. "Eu acho que todos os carros elétricos vão querer isso."
O projeto precisará ser desenvolvido antes que as empresas automobilísticas possam comprar. Os pneus para carros precisarão ser redesenhados para incorporar os nanogeradores. Com o brinquedo Jeep, os eletrodos foram colocados apenas na superfície dos pneus. Mas em um carro real, essa colocação significaria que os eletrodos seriam gastos quase que imediatamente. Wang prevê um desenho de pneu que integra os eletrodos diretamente nos degraus. Mas esta é uma revisão importante do projeto que levará muito tempo e dinheiro. Wang planeja trabalhar com engenheiros para descobrir o melhor projeto de pneus.
"Eu quero projetar a configuração e ver qual é a eficiência máxima que podemos alcançar", diz Wang.
O brinquedo Jeep com nanogeradores em seus pneus (UW-Madison College of Engineering) Wang acredita que os nanogeradores estarão prontos para uso no mundo real nos próximos dez anos. O momento exato dependerá de quão difícil é projetar pneus diferentes e de quais tipos de fabricantes de veículos estão mais interessados em aplicar a tecnologia.
Existem muitas aplicações diferentes para nanogeradores triboelétricos [TENGs], diz Wang. A maioria das pesquisas com nanogeradores é feita na Europa ou na Ásia, onde pesquisadores estão analisando as TENGs em uma variedade de meios. Uma equipe do Instituto de Tecnologia da Geórgia e duas universidades chinesas desenvolveu um nanogerador rolável e baseado em papel para colher energia das ondas sonoras. O nanogerador poderia ser colocado em um celular para coletar energia de vozes humanas. Outra equipe desenvolveu um nanogerador que pode ser inserido em um sapato para aproveitar a energia da caminhada. A invenção poderia potencialmente impulsionar pequenos eletrônicos, ou até mesmo emprestar sua energia à rede. Um recém-inventado TENG transparente captura o poder do fluxo de água. Poderia ser integrado no carro ou nas janelas da casa para fazer uso da energia da chuva, a energia cinética da chuva caindo.
Por mais promissoras que sejam as TENGs, há relativamente poucos cientistas americanos que atualmente buscam esse tipo de pesquisa, diz Wang.
"Os investidores e o governo federal precisam pensar mais em [TENGs]", diz Wang. "Há muitas maneiras diferentes de economizar energia."
