segunda-feira, 16 de agosto de 2021

Cientistas desenvolvem uma bateria extensível exclusiva movida a suor!

Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang, Cingapura (NTU Cingapura) criaram uma bateria inovadora, macia e extensível, alimentada pelo suor humano.

O protótipo desta nova bateria extensível movida a suor é composto de eletrodos de flocos de prata que podem gerar eletricidade quando o suor está presente. A bateria é minúscula, medindo apenas 2 cm por 2 cm, e é presa a um tecido flexível e absorvente de suor que é elástico e pode ser anexado a dispositivos vestíveis, como relógios, pulseiras e braceletes.

© iStock / Nastasic

O estudo foi publicado na Science Advances. Um pedido de patente para a bateria movida a suor foi apresentado pela empresa NTUitive e empresa de inovação, NTUitive .

Testando a bateria

Para mostrar seu possível uso quando utilizado em biossensores vestíveis e outros dispositivos eletrônicos, os pesquisadores testaram a tecnologia usando transpiração artificial.

Em um teste diferente, o grupo conseguiu mostrar que uma pessoa equipada com a bateria no pulso e pedalando em uma bicicleta ergométrica por 30 minutos era capaz de gerar uma tensão de 4,2 V e uma potência de saída de 3,9 mW, o suficiente para alimentar um dispositivo sensor de temperatura comercial e enviar os dados continuamente para um smartphone via Bluetooth.

Alternativa sustentável para baterias tradicionais

Distante da maioria das baterias convencionais, esta bateria extensível não inclui metais pesados ​​ou produtos químicos tóxicos e não é composta de materiais insustentáveis ​​que prejudicam o meio ambiente. Portanto, esta bateria pode ser utilizada como uma bateria mais sustentável, capaz de reduzir o lixo eletrônico prejudicial .

O líder do estudo, o professor Lee Pooi See, cientista de materiais, e reitor do NTU Graduate College, comentou: “Nossa tecnologia representa um marco anteriormente inatingível no design de dispositivos vestíveis. Tirando proveito de um produto onipresente, a transpiração, poderíamos estar procurando uma forma mais ecológica de alimentar dispositivos vestíveis que não dependem de baterias convencionais. É uma fonte quase garantida de energia produzida por nossos corpos. Esperamos que a bateria seja capaz de alimentar todos os tipos de dispositivos vestíveis. ”

O co-autor do estudo, Dr. Lyu Jian, pesquisador da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da NTU, explicou: “As baterias convencionais são mais baratas e mais comuns do que nunca, mas muitas vezes são construídas com materiais insustentáveis ​​que são prejudiciais ao meio ambiente. Eles também são potencialmente prejudiciais em dispositivos vestíveis, onde uma bateria quebrada pode derramar fluidos tóxicos na pele humana. Nosso dispositivo pode fornecer uma oportunidade real de eliminar totalmente esses materiais tóxicos. ”

A professora associada Irene Goldthorpe do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Waterloo, Canadá, que não está envolvida na pesquisa, acrescentou: “É bem sabido que os eletrônicos não gostam de umidade e, portanto, os dispositivos vestíveis são normalmente totalmente encapsulados para protegê-los do suor. Este trabalho transforma o suor de um obstáculo em um trunfo, mostrando que pode melhorar a condutividade das interconexões impressas e até mesmo usando o suor como eletrólito em uma bateria dobrável e usável. Isso pode abrir um novo paradigma no design de eletrônicos vestíveis. ”

Redefinindo a energia da bateria

A bateria alimentada por suor foi desenvolvida por meio de tinta de impressão composta por flocos de prata e poli (uretano-acrilato) hidrofílico, que servem como eletrodos da bateria, em um tecido elástico. Quando os flocos de prata entram em contato com o suor, seus íons cloreto e acidez levam à aglomeração dos flocos, aumentando assim sua capacidade de conduzir eletricidade de maneira eficaz. Essa reação química também resulta em uma corrente elétrica fluindo entre os eletrodos.

Quando o material da bateria é esticado, sua resistência diminui ainda mais, o que significa que pode ser empregado quando exposto a situações de esforço, como quando o usuário está se exercitando.

Como o tecido elástico é incrivelmente absorvente, ele mantém muito suor, de modo que a bateria permanece alimentada mesmo quando a taxa de suor não é consistente. Isso é significativo para um funcionamento confiável, pois a quantidade de suor humano produzida varia e depende da área do corpo em que se encontra, das condições ambientais e da hora do dia.

O professor Lee concluiu: “Nosso dispositivo pode ser mais durável do que a tecnologia atual, pois mostramos que ele pode suportar a tensão das atividades diárias do usuário e a exposição repetida ao estresse ou suor.

“O tamanho fino de nossa bateria também resolve dois problemas na tecnologia vestível: baterias tradicionais de botão são um problema para alcançar o tipo de estética elegante que é atraente para os consumidores, enquanto baterias mais finas reduzem a capacidade do item de transportar carga suficiente para durar ao longo do dia . ”

No futuro, a equipe planeja fazer mais pesquisas sobre os efeitos de outros componentes do suor humano e como fatores como o calor do corpo podem afetar o desempenho da bateria.


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