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Material multifuncional pode transformar edifícios em fontes de energia e representar um marco na construção sustentável
Um novo tipo de cimento, desenvolvido por pesquisadores chineses, pode transformar a forma como lidamos com energia nas cidades. O material inovador, feito com base na estrutura dos caules das plantas, gera e armazena eletricidade a partir do calor.
A descoberta representa um avanço importante no uso de materiais termoelétricos na construção civil.
Estrutura vegetal como modelo para inovação
O projeto é liderado pelo professor Zhou Yang, da Universidade do Sudeste da China. A inspiração veio da natureza.
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Mais especificamente, da organização interna dos caules das plantas, que possuem camadas bem definidas para transportar nutrientes.
Essa lógica foi aplicada à engenharia de materiais por meio de uma estrutura multicamadas formada por cimento e hidrogel de álcool polivinílico (PVA).
Essa combinação imita a organização natural dos caules, resolvendo um dos principais problemas do cimento comum: a baixa mobilidade iônica.
Ao facilitar a passagem de íons, o novo material consegue converter calor em energia elétrica com muito mais eficiência.
Alta eficiência térmica e desempenho impressionante
Os números registrados impressionam. O novo cimento alcançou um coeficiente Seebeck de −40,5 mV/K, além de um fator de mérito (ZT) de 6,6×10⁻².
Esses índices representam um aumento de dezesseis vezes em comparação com outros materiais semelhantes já testados.
A estrutura favorece o deslocamento de íons hidroxila (OH⁻) pelo hidrogel, enquanto os íons cálcio (Ca²⁺) ficam mais retidos na interface com o cimento.
Essa diferença controlada no movimento dos íons potencializa o efeito termoelétrico. Além disso, a configuração multicamada melhora a resistência mecânica do composto, tornando-o adequado para construções robustas.
Gerador e bateria em um só material
Além de gerar energia, o novo cimento também a armazena. Isso significa que ele funciona como um gerador termoelétrico e, ao mesmo tempo, como um sistema de armazenamento.
Tal característica o torna ideal para infraestruturas inteligentes, como estradas, pontes e prédios que demandam energia constante para alimentar sensores e dispositivos sem depender de fontes externas.
O desempenho é reforçado pelas múltiplas interfaces dentro da estrutura do material. Essas interfaces aumentam as reações eletroquímicas entre os componentes, o que melhora ainda mais a eficiência do sistema.
Impacto e usos em cidades sustentáveis
O cimento termoelétrico tem potencial para mudar a paisagem energética das cidades. Ele pode ser usado para converter calor ambiente ou residual em energia útil, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis. Além disso, ao alimentar sensores diretamente, evita o uso de baterias descartáveis.
Outro benefício é a contribuição para a economia circular na construção civil. Com essa tecnologia, os materiais não apenas constroem, mas também geram e gerenciam energia.
Isso reduz o impacto ambiental do cimento, um dos maiores emissores de carbono do planeta.
Com esses avanços, a proposta se alinha às metas de sustentabilidade e pode marcar o início de uma nova era na arquitetura urbana: a era das cidades que produzem sua própria energia.
Publicado no Science Bulletin, o estudo mostra como a união entre inspiração natural e inovação tecnológica pode abrir caminhos concretos para cidades mais limpas, eficientes e independentes energeticamente.
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