Dispositivo em nanoscala gera eletricidade contínua a partir da água evaporada e da luz solar, abrindo portas para sensores sem bateria e eletrônicos vestíveis

Pesquisadores do Laboratório de Nanociência para Tecnologia Energética (LNET) da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, anunciaram o desenvolvimento de um dispositivo inovador que gera eletricidade continuamente a partir da evaporação da água, utilizando apenas calor moderado e luz solar. Esse sistema pode operar com água comum, como a da torneira ou água do mar, mas não é compatível com água altamente purificada.

Trata-se de um dispositivo hidrovoltaico em escala nanométrica, uma tecnologia que aproveita a eletricidade gerada pelo movimento de moléculas de água e íons dissolvidos em superfícies projetadas. Essa nova pesquisa, publicada em 2026, transforma um conceito anterior em um gerador de eletricidade funcional, dividido em três camadas que captam a evaporação, o calor e a luz solar.

Cada uma das camadas desempenha uma função específica no processo de conversão de energia: a camada superior, que é a interface de evaporação; a região média, responsável pelo transporte de íons; e a camada inferior, que consiste em um eletrodo nanostruturado à base de silício. À medida que a água evapora, moléculas de sódio (Na⁺) e cloreto (Cl⁻) se redistribuem na água restante, criando concentrações de íons desiguais e diferenças de potencial químico que resultarão na separação de cargas e na geração de tensão.

Na camada inferior, o eletrodo de silício nanostruturado, coberto por óxido, facilita a organização dos íons próximos à interface, formando uma camada elétrica. As reações químicas na superfície e a distribuição dos íons nesse espaço são fundamentais para a saída elétrica do dispositivo. Sem a luz solar, ele ainda pode gerar eletricidade apenas com a evaporação, embora em níveis muito menores. No entanto, a combinação de calor e luz solar aumenta o desempenho em cinco vezes, já que a luz interage com o silício, gerando portadores de carga móveis.

O campo elétrico gerado pela desproporção de íons impulsiona os elétrons energizados através de circuitos externos, criando corrente elétrica utilizável. O calor também acelera a evaporação e melhora o comportamento das cargas na interface de silício, maximizando a geração de energia.

Nos testes, o dispositivo alcançou uma tensão em circuito aberto de cerca de 1 volt e uma densidade de potência de 0,25 watts por metro quadrado, em condições ideais. Embora esses números sejam baixos em comparação com painéis solares comerciais, a inovação não visa ser uma fonte convencional de eletricidade renovável. O verdadeiro potencial está na utilização em sensores autônomos, sistemas de monitoramento remoto, agricultura inteligente, eletrônicos vestíveis e dispositivos da Internet das Coisas, especialmente em ambientes onde água, calor e luz solar estejam disponíveis.

Outra característica interessante do design é a separação das funções de evaporação, transporte de íons e coleta de elétrons em camadas distintas, permitindo aos engenheiros estudarem e otimizarem cada fase de forma independente, o que proporciona mais controle sobre o desempenho e facilita a escalabilidade de versões futuras.

Atualmente, o sistema ainda opera em escala nanométrica. A eletricidade gerada é real e continuada, mas a tecnologia se encontra em estágio inicial como um coletor de energia microscópico, e não como uma fonte de energia em grande escala. Se a pesquisa avançar e versões futuras forem desenvolvidas de maneira econômica e confiável, a ideia de sensores e eletrônicos gerando energia a partir de água impura, calor ambiente e luz solar pode se tornar uma realidade bem mais próxima.