Raios e relâmpagos fazem parte de todas as mitologias, mas a sua natureza elétrica só foi demonstrada no famoso experimento com uma pipa, feito por Benjamin Franklin no século 18. Pesquisadores famosos como Faraday, Kelvin, Lenard e outros verificaram que excessos de cargas elétricas surgem espontaneamente em muitos ambientes naturais e antrópicos, retroalimentando a eletricidade da atmosfera. A partir desta constatação, esses e muitos outros pesquisadores ao longo dos anos se perguntaram: podemos usar essas cargas, naturalmente presentes na atmosfera, em alguma tecnologia?
Mas a resposta só apareceu bem recentemente, em 2010, quando o grupo de Fernando Galembeck mostrou que alguns metais, quando expostos às mudanças de umidade, coletam eletricidade da atmosfera. Esta propriedade de metais é uma consequência das propriedades ácido-base (de Brønsted-Lowry) dos óxidos formados nas superficies metálicas. O fenômeno foi chamado de higroeletricidade mas a sua exploração foi inicialmente dificultada pelo risco de corrosão de metais, expostos à umidade atmosférica.
Vários outros grupos de pesquisa criaram dispositivos higroelétricos, publicados nas revistas científicas mais importantes. Utilizaram vários tipos de grafeno, nanoagulhas de proteínas e outros materiais muito sofisticados. Um grupo de Israel tem trabalhado com zinco, com bons resultados. No âmbito do Inomat, o professor da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) Thiago Burgo e sua aluna de doutorado Kelly Schneider Moreira, decidiram explorar um novo material condutor também criado por F. Galembeck, com as Dras. Elisa Ferreira, Leandra P. Santos e colaboradores na Unicamp, na construção de um dispositivo coletor de íons da atmosfera, capaz de gerar uma corrente elétrica útil. O material base é o grafite esfoliado e reorganizado (ERG), suportado em papel Kraft. ERG não apenas é sustentável como também facilmente escalonável, ou seja, pode ser produzido em grande escala. A comparação dos dispositivos construídos em Santa Maria aos seus competidores já descritos na literatura mostrou várias vantagens, especialmente quando à sua durabilidade pois alcançou 9 mil ciclos de carga/descarga.
Os resultados estão publicados no artigo de K. S. Moreira, D. Lermen, L. P. Santos, F. Galembeck e T. A. L. Burgo, Flexible, Low-cost and Scalable Nanostructured Conductive Paper-Based, Efficient Hygroelectric Generator, Energy Environ. Sci., 2020, DOI: 10.1039/D0EE03111A. A revista Energy and Environmental Science tem um fator de impacto de 30.289 (2019), alcançando 33.075 nos últimos 5 anos. É reconhecidamente uma das revistas mais importantes do mundo na área, e tem o maior fator de impacto na área de “Environmental Sciences”, superando outras revistas prestigiadíssimas. Estes resultados farão parte da tese de doutorado de Kelly Moreira, na UFSM. A co-autora Diana Lermen formou-se em Química Industrial na UFSM, onde foi aluna de iniciação no Laboratório Coulomb de Eletrostática e Mecanoquímica (LCEM), coordenado por Thiago Burgo e hoje cursa o mestrado na Unicamp.O artigo já está disponível para download no site da Royal Society of Chemistry pelo link abaixo.
Link para publicação