Gerador converte calor em eletricidade sem nenhuma peça móvel

Uma equipe de engenheiros chineses desenvolveu um gerador termoelétrico capaz de converter calor residual em eletricidade sem o uso de nenhuma peça móvel. Em outras palavras, isso significa que o gerador é silencioso, robusto e dificilmente demandará manutenção ou troca de peças por desgaste.

O objetivo dos criadores é que a máquina seja utilizada para produção de eletricidade a partir da radiação solar, do calor residual das máquinas, equipamentos e caldeiras industriais, da combustão da biomassa e da energia geotérmica. 

"Este gerador também promete uma eficiência teoricamente alta de conversão de calor em eletricidade. E nós projetamos e construímos um protótipo conceitual para validar a viabilidade do nosso conceito. Em experimentos preliminares, alcançamos 15 volts na maior amplitude de tensão em circuito aberto, o que implica que nosso conceito foi bem demonstrado," afirmou o professor Guoyao Yu, do Instituto Técnico de Física e Química, na China.

Como funciona o gerador?

Esquema de funcionamento do gerador termoacústico.

A criação consiste em duas partes: um motor termoacústico, que transforma o calor em vibrações, e um gerador triboelétrico feito com metal líquido, que utiliza essas vibrações para produzir eletricidade. Todo o processo tem início quando o motor termoacústico converte energia térmica em energia acústica por meio da expansão térmica oscilatória e da contração de um gás. 

A próxima etapa é a conversão desta energia acústica em elétrica por meio do efeito de acoplamento da indução eletrostática e da eletrificação de contato. Quando a primeira parte, isto é, o motor termoacústico, recebe a energia, o gás que possui em seu interior inicia uma oscilação espontânea.

"O movimento oscilatório do gás empurra uma coluna de metal líquido [fazendo-a] fluir para frente e para trás dentro de um tubo em forma de U. Isso faz com que o metal líquido periodicamente mergulhe e se separe de um filme de poli-imida, gerando uma voltagem alternada nos eletrodos. Isso extrai energia elétrica do gerador triboelétrico," explicou Yu.

Expectativas para a criação

A equipe pretende aproveitar o calor das fontes residuais desenvolvendo versões menores do gerador.

Entre as expectativas para o gerador, a equipe pretende desenvolver versões em miniatura, isto é, nanogeradores. O objetivo é que essas pequenas "máquinas" sejam utilizadas em veículos, em sistemas microeletromecânicos e até em aplicações espaciais.