Investigadores da UA criam gerador de energia limpa de elevada eficiência

Uma equipa de investigadores, entre os quais se incluem quatro da Universidade de Aveiro (UA), desenvolveu um gerador eletromagnético rotacional adaptativo que é uma alternativa aos geradores piezoelétricos e triboelétricos, pois tem um desempenho muito superior aos atuais geradores eletromagnéticos rotacionais. O estudo sobre o desenvolvimento deste aparelho foi publicado recentemente na “Nature Communication Engineering”, uma das revistas do conceituado grupo de publicação científica Nature. 

Segundo os investigadores, o desenvolvimento deste gerador constitui “um contributo promissor para a geração de energia limpa e sustentável diretamente do ambiente, de modo a responder às necessidades crescentes de energia, reduzir a poluição ambiental e eletricamente alimentar inúmeros microdispositivos de forma autónoma, como por exemplo, sensores e atuadores, dispositivos médicos, entre outros”.

Explicam que embora tenham sido muitos os desenvolvimentos e avanços científicos no design de geradores piezoelétricos e triboelétricos até ao momento, estes apenas têm sido capazes de produzir correntes elétricas à micro ou nano escala, mesmo para excitações mecânicas multidirecionais, o que limita significativamente a sua aplicação. Além disto, os atuais geradores eletromagnéticos têm densidades de potência e rendimentos muito limitados, em grande parte devido à falta de adaptabilidade destes geradores às variações das fontes de energia mecânica, sublinham.

Assim, a inovadora alternativa proposta por este grupo de investigadores consiste no uso de uma estratégia de comutação dinâmica e autónoma das bobinas do gerador eletromagnético, de acordo com as variações das excitações mecânicas. Resultados teóricos e laboratoriais evidenciaram eficiências que podem atingir 90 por cento, incluindo para excitações mecânicas tridimensionais.  

O estudo destaca ainda a importância de se continuar a explorar o desenvolvimento de novos geradores eletromagnéticos adaptativos com arquiteturas de mais elevada complexidade, assim como o desenvolvimento de controladores mais sofisticados para melhorar o desempenho do sistema de comutação das bobinas.

Este foi um trabalho multidisciplinar que envolveu os investigadores Pedro Rolo (aluno de doutoramento) e Marco Santos (professor) do Centro de Tecnologia Mecânica e Automação (TEMA), João Vidal e Andrei Kholkin do Instituto de Materiais de Aveiro (CICECO), do i3N - Instituto de Nanoestruturas, Nanomodelação e Nanofabricação de Aveiro, e ainda do LASI – Laboratório Associado de Sistemas Inteligentes, que inclui também a UA (entre outras instituições de ensino superior) e está sediado no polo de Guimarães da Universidade do Minho.

Esta investigação surgiu após os resultados alcançados no projeto “A nova era nos sistemas de geração autónoma de energia elétrica de fontes biomecânicas para dispositivos médicos implantáveis multifuncionais” (POCI-01-0145-FEDER-031132), liderado Marco Santos e Andrei Kholkin, no qual o conceito de gerador eletromagnético adaptativo foi primeiramente desenvolvido.

O artigo pode ser lido aqui: Self-adaptive rotational electromagnetic energy generation as an alternative to triboelectric and piezoelectric transductions | Communications Engineering (nature.com)