Nanogerador

Efeito piroelétrico
Uma grande quantidade de energia térmica é perdida para o meio ambiente por vários dispositivos, desde computadores a carros e linhas de transmissão elétrica de longa distância. O calor pode ser convertido em eletricidade usando o efeito piroelétrico. Esse efeito foi observado pela primeira vez pelo filósofo grego Teofrasto, quando uma turmalina de gema produzia eletricidade estática e atraía pedaços de palha quando aquecida. Isso ocorre porque o aquecimento e o resfriamento reorganizam a estrutura molecular de certos materiais, incluindo a turmalina, e criam um desequilíbrio de elétrons que resulta na geração de corrente elétrica.
Nanogerador
Um dispositivo chamado nanogerador piroelétrico foi projetado para coletar calor residual para produzir eletricidade por pesquisadores da Georgia Tech. O grupo de pesquisa aplicou este princípio antigo para fazer um nanogerador (NG) que poderia tirar proveito da mudança de temperatura dependente do tempo de uma fonte de calor para gerar eletricidade.
Os pesquisadores usaram nanofios de óxido de zinco em uma série de comprimentos curtos. no final e demonstrou um dispositivo que produz eletricidade quando aquecido ou resfriado. Os nanogeradores podem até mesmo produzir energia, já que as temperaturas variam do dia para a noite.
Os pesquisadores afirmam que este novo tipo de NG pode ser a base para a nanotecnologia autoalimentada que coleta energia térmica da flutuação de temperatura dependente do tempo em nosso ambiente para aplicações como sensores sem fio, imagens de temperatura, diagnósticos médicos e pessoais microeletrônica.
Usos do nanogerador
A piroeletricidade pode desempenhar um papel fundamental na eletrônica de consumo e a recuperação desse calor na forma de energia piroelétrica pode trazer uma nova era de "energia minúscula". Nanogeradores piroelétricos podem ser extremamente úteis para alimentar tarefas específicas em aplicações biológicas, medicina e nanotecnologia, especialmente no espaço, porque eles funcionam bem em baixas temperaturas.
Esforço ucraniano e americano
Uma equipe conjunta de cientistas ucranianos e americanos também demonstrou este novo método piroelétrico para alimentar dispositivos minúsculos usando calor residual. Usando estruturas minúsculas chamadas nanofios ferroelétricos, uma corrente elétrica pode ser gerada em resposta a qualquer mudança na temperatura ambiente, colhendo energia de outra forma desperdiçada por flutuações térmicas.
Propriedades piroelétricas
Nas propriedades piroelétricas dos nanofios ferroelétricos o coeficiente piroelétrico corresponde ao raio do fio e seu acoplamento. Quanto menor o raio do fio, mais o coeficiente piroelétrico diverge até um raio crítico no qual a resposta muda para paraelétrica (acima da temperatura de Curie). Este chamado "efeito de tamanho" poderia ser usado para ajustar as temperaturas de transição de fase em nanoestruturas ferroelétricas, permitindo assim um sistema com uma grande resposta piroelétrica ajustável.
Em teoria, o uso de contatos retificadores poderia permitir o polarizado nanofio ferroelétrico para gerar um gigante, piroelétrico, corrente contínua e voltagem em resposta às flutuações de temperatura que poderiam ser coletadas e detectadas usando um detector bolométrico. Tal dispositivo em nanoescala não conteria nenhuma parte móvel e poderia ser adequado para operação de longo prazo em aplicações ambientais, como sistemas biológicos in vitro e espaço sideral.
Os pesquisadores acreditam que esses pequenos nanogeradores teriam uma eficiência muito alta em baixas temperaturas, diminuindo em temperaturas mais altas. Esforço da Universidade Wake Forest em Power Felt
Cientistas da Wake Forest University desenvolveram uma tecnologia chamada Power Felt composta de nanotubos de carbono, um dispositivo termoelétrico que converte o calor do corpo em corrente elétrica.
Power Felt é composto de minúsculos nanotubos de carbono presos em fibras plásticas flexíveis e feito para se sentir como tecido. A tecnologia usa diferenças de temperatura, digamos, por exemplo, temperatura ambiente versus temperatura corporal para criar uma carga.
Usa Power Felt
Os usos potenciais do Power Felt incluem forrar assentos de automóveis para aumentar a energia da bateria e atender às necessidades elétricas, isolar tubos ou coletar calor sob as telhas para reduzir as contas de gás ou eletricidade, forrar roupas ou equipamentos esportivos para monitorar o desempenho ou embrulhar IV ou locais de feridas para melhor rastrear as necessidades médicas dos pacientes. Ele pode ser usado como um kit de emergência, enrolado em uma lanterna, alimentando um rádio meteorológico, carregando um celular pré-pago e pode fornecer alívio durante quedas de energia ou acidentes. 72 camadas empilhadas no tecido renderam cerca de 140 nanowatts de energia e a adição de mais camadas de nanotubos pode torná-los ainda mais finos para aumentar a produção de energia.
De acordo com os pesquisadores, é até possível fazer uma jaqueta com um sistema totalmente termoelétrico interno forro que coleta calor do calor do corpo, enquanto o exterior permanece frio da temperatura externa e pode potencialmente alimentar um iPod.