Roupa eletrizante usa o corpo para gerar e armazenar energia

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Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 17/03/2021

A eletricidade gerada pelo movimento e pelo suor suficiente para alimentar um relgio, uma tela e sensores. [Imagem: Lu Yin]

Microrrede de vestir

Para que as roupas possam se tornar “inteligentes” – incorporar funcionalidades com o uso de circuitos eletrnicos – elas vo precisar gerar eletricidade para alimentar seus sensores, atuadores, telas, sistemas de comunicao etc.

Tm sido apresentados progressos significativos nessa rea nos ltimos anos, mas ainda cedo para dizer qual a melhor soluo em termos de eficincia, praticidade e biocompatibilidade.

Em vez de escolher uma das alternativas, Lu Yin e seus colegas da Universidade da Califrnia em San Diego resolveram reunir todas e coloc-las em uma nica roupa, criando o que ele chamou de “microrrede de vestir”.

No campo da engenharia eltrica, microrredes so redes de distribuio de eletricidade de pequeno porte, independentes e operando como ilhas individuais.

“Estamos aplicando o conceito de microrrede para criar sistemas vestveis que so alimentados de forma sustentvel, confivel e independente,” disse Yin. “Assim como uma microrrede urbana integra uma variedade de fontes de energia renovveis locais, como elica e solar, uma microrrede vestvel integra dispositivos que coletam energia localmente de diferentes partes do corpo, como suor e movimento, ao mesmo tempo mantendo um armazenamento de energia.”

Roupa eletrizante usa o corpo para gerar e armazenar energia

Estas so as bioclulas, que geram eletricidade a partir do suor. [Imagem: Lu Yin et al. – 10.1038/s41467-021-21701-7]

Roupa que gera energia

A roupa geradora de eletricidade conta com trs tecnologias principais: 1) clulas de biocombustvel movidas a suor; 2) nanogeradores a movimento, chamados geradores triboeltricos; e 3) supercapacitores de armazenamento de energia.

Todas as peas so flexveis, lavveis e podem ser impressas na roupa pelo tradicional mtodo de estampagem.

Roupa eletrizante usa o corpo para gerar e armazenar energia

Estes so os nanogeradores triboeltricos, que geram energia do movimento. [Imagem: Lu Yin et al. – 10.1038/s41467-021-21701-7]

Bioclulas, nanogeradores e supercapacitores

As clulas a biocombustvel, que coletam energia do suor, esto localizadas dentro da camisa, no peito.

Os nanogeradores triboeltricos foram posicionados fora da camisa, nos antebraos e nas laterais do torso, perto da cintura. Eles coletam energia do movimento de balano dos braos contra o torso conforme o usurio se mexe ou caminha.

Os supercapacitores ficam fora da camisa, no peito, armazenando temporariamente a eletricidade de ambos os dispositivos de gerao, liberando-a de forma paulatina para alimentar os aparelhos eletrnicos.

Roupa eletrizante usa o corpo para gerar e armazenar energia

Estes so os supercapacitores, que funcionam como baterias temporrias. [Imagem: Lu Yin et al. – 10.1038/s41467-021-21701-7]

Energia com exerccio e sem exerccio

A microrrede vestvel foi testada em sesses de 30 minutos, que consistiam em 10 minutos de exerccios em bicicleta estacionria e esteira, seguidos de 20 minutos de descanso.

O sistema foi capaz de alimentar um relgio de pulso LCD ou uma pequena tela eletrocrmica – um dispositivo que muda de cor em resposta a uma tenso – ao longo de cada sesso de 30 minutos.

“No estamos apenas adicionando A e B e chamando tudo de sistema. Escolhemos peas que tm todos fatores de forma compatveis (tudo aqui imprimvel, flexvel e extensvel); desempenho correspondente; e funcionalidade complementar, o que significa que todos so teis para o mesmo cenrio, neste caso uma movimentao vigorosa,” disse o professor Joseph Wang, cuja equipe j havia construdo uma camisa que aquece e esfria conforme o clima, para manter o conforto do usurio.

Como prximo passo, a equipe pretende desenvolver sistemas que possam coletar energia enquanto o usurio est sentado dentro de um escritrio, por exemplo, ou movendo-se lentamente.

Bibliografia:

Artigo: A self-sustainable wearable multi-modular E-textile bioenergy microgrid systemAutores: Lu Yin, Kyeong Nam Kim, Jian Lv, Farshad Tehrani, Muyang Lin, Zuzeng Lin, Jong-Min Moon, Jessica Ma, Jialu Yu, Sheng Xu, Joseph WangRevista: Nature CommunicationsVol.: 12, Article number: 1542DOI: 10.1038/s41467-021-21701-7

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