Gerador sem partes móveis transforma calor em eletricidade

Gerador sem partes móveis
Engenheiros chineses criaram um gerador termoelétrico que converte calor residual em eletricidade sem usar nenhuma peça móvel.
Isso significa que o gerador é silencioso, robusto e praticamente não exigirá manutenção ou troca de peças por desgaste. A ideia é que o gerador seja usado para produzir eletricidade a partir da radiação solar, do calor residual de máquinas e equipamentos e caldeiras industriais, da combustão de biomassa ou mesmo da energia geotérmica.
A equipe pretende também miniaturizar o equipamento, criando nanogeradores sem partes móveis que possam ser usados em veículos, aplicações espaciais e até em sistemas microeletromecânicos.
"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," disse o professor Guoyao Yu, do Instituto Técnico de Física e Química, na China.

Esquema de funcionamento do gerador termoacústico.
Ciclo duplo
O gerador consiste em duas partes: um motor termoacústico, que transforma o calor em vibrações, e um gerador triboelétrico feito com metal líquido, que usa as vibrações para produzir eletricidade.
Primeiro, o motor termoacústico converte a energia térmica em energia acústica por meio da expansão térmica oscilatória e da contração de um gás.
Em seguida, o material piezoelétrico converte a energia acústica em energia elétrica por meio do efeito de acoplamento da eletrificação de contato e da indução eletrostática.
Quando a primeira parte - essencialmente um trocador de calor, ou radiador - recebe a energia, o gás 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.
A corrente gerada ainda é pequena, como na maioria dos geradores triboelétricos, mas a característica central do equipamento é a ausência de quaisquer peças móveis sólidas que possam quebrar, o que garantirá que o gerador seja mais confiável e com uma longa vida útil.