Uma equipe científica liderada pelo professor Zhou Yang da Universidade do Sudeste (China) concebeu um novo tipo de cimento enriquecido com hidrogel, capaz de gerar e armazenar energia elétrica a partir do calor.
Esta descoberta, recentemente publicada na Science Bulletin, redefiniu os limites dos materiais termoelétricos baseados em cimento, proporcionando uma solução sem precedentes para as infraestruturas das cidades inteligentes.
A chave desta inovação reside na biomimética, ou seja, em replicar a estrutura interna dos caules vegetais, que possuem camadas organizadas que otimizam a circulação de fluidos e nutrientes. Aplicando este princípio, os cientistas conseguiram aumentar a mobilidade iônica, resolvendo uma das limitações mais críticas do cimento convencional.
Alta eficiência termoelétrica e armazenamento integrado
O material desenvolvido alcança um coeficiente Seebeck de −40,5 mV/K e um fator de mérito (ZT) de 6,6×10⁻², valores que representam uma melhoria substancial em relação a materiais similares. Em termos práticos, isso significa uma maior eficiência na conversão de calor em eletricidade, algo essencial para aplicações em infraestruturas urbanas.
Além de gerar energia, este cimento termoelétrico também funciona como sistema de armazenamento energético, o que possibilita seu uso em estradas, pontes e edifícios inteligentes. Essas estruturas poderiam alimentar sensores, sistemas de monitorização e redes sem fio sem a necessidade de fontes de energia externas.
O design multicamada maximiza a migração de íons hidroxila (OH⁻) através do hidrogel, enquanto os íons cálcio (Ca²⁺) interagem com o cimento, gerando um efeito termoelétrico potencializado. Esta configuração, além disso, reforça a resistência mecânica do material, garantindo sua viabilidade em construções reais.
Um passo em direção à sustentabilidade na construção
Este desenvolvimento tem um enorme potencial para a sustentabilidade global, já que:
- Aproveita o calor ambiente ou residual para gerar energia, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis.
- Converte infraestruturas passivas em fontes de energia ativas, crucial em áreas urbanas com alta densidade populacional.
- Minimiza o uso de baterias descartáveis, ao fornecer alimentação direta para sensores e dispositivos integrados.
- Promove uma economia circular, fazendo com que os materiais de construção não apenas cumpram sua função estrutural, mas também gerem e gerenciem energia.
- Reduz o impacto ambiental do cimento, que é um dos materiais mais contaminantes do planeta, ao dotá-lo de uma segunda utilidade ecológica.
Esta tecnologia representa um avanço chave em direção a cidades mais resilientes, eficientes e autônomas, alinhando-se com os objetivos de sustentabilidade e transição energética global.
