Quinta-feira, 28 de março de 2024

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Um novo tipo de células "solares" será capaz de gerar eletricidade mesmo à noite

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A tecnologia solar tradicional absorve a luz solar para reduzir a tensão. Curiosamente, alguns materiais são capazes de se mover na direção oposta, produzindo energia irradiando calor para o céu noturno frio. Um grupo de engenheiros da Austrália demonstrou essa teoria em ação, usando tecnologia comumente usada em óculos de visão noturna para gerar energia.

Até agora, o protótipo produz apenas uma pequena quantidade de energia e é improvável que seja uma fonte de energia renovável competitiva, mas combinado com a tecnologia fotovoltaica existente, pode usar uma pequena quantidade de energia fornecida por células solares para resfriar após um longo e quente dia no trabalho.

Com um novo tipo de células "solares", poderemos gerar eletricidade mesmo à noite

“A fotoeletricidade, a conversão direta da luz solar em eletricidade, é um processo artificial que os humanos desenvolveram para converter a energia solar em eletricidade”, diz Phoebe Pearce, física da Universidade de New South Wales. "Nesse sentido, o processo termorradiativo é análogo: desviamos a energia que flui na faixa infravermelha da Terra quente para o Universo frio." Ao forçar os átomos em qualquer material a oscilar com o calor, você faz com que seus elétrons gerem pulsações de baixa energia de radiação eletromagnética na forma de luz infravermelha. Não importa o quão fraco seja esse lampejo eletrônico, ele ainda é capaz de iniciar uma corrente lenta de eletricidade. Tudo o que é necessário para isso é um semáforo eletrônico unidirecional chamado diodo. Feito da combinação certa de elementos, um diodo pode mover elétrons enquanto cede lentamente seu calor para um ambiente mais frio.

Neste caso, o diodo é feito de telureto de mercúrio-cádmio (telureto de mercúrio cádmio (MCT)). Já usado em dispositivos que detectam luz infravermelha, a capacidade do MCT de absorver luz infravermelha média e distante e convertê-la em corrente é bem estudada. O que não estava totalmente claro era como esse truque em particular poderia ser efetivamente usado como uma fonte de energia real.

Quando aquecido a cerca de 20°C, um dos detectores fotovoltaicos MCT testados gerou uma densidade de potência de 2,26 ml por metro quadrado. Claro, isso não é suficiente para ferver um jarro de água para o café da manhã. Você provavelmente precisará de painéis MCT suficientes para cobrir vários quarteirões da cidade para esta pequena tarefa. Mas esse não é realmente o ponto, já que ainda é muito cedo no campo para falar sobre um resultado real, e há potencial para a tecnologia se desenvolver significativamente no futuro.

Com um novo tipo de células "solares", poderemos gerar eletricidade mesmo à noite

“Neste momento, a demonstração do diodo de termorradiação é de baixíssima potência. Um dos desafios foi realmente detectá-lo", diz o pesquisador principal Ned Ekins-Dowkes. Mas a teoria diz que a tecnologia poderia eventualmente produzir cerca de 1/10 da potência de uma célula solar. Com essa eficiência, pode valer a pena o esforço de entrelaçar diodos MCT em redes fotovoltaicas típicas para que continuem carregando as baterias por muito tempo depois que o sol se põe.

Para deixar claro, a ideia de usar um planeta em resfriamento como fonte de radiação de baixa energia é algo que interessa aos engenheiros há algum tempo. Diferentes métodos têm mostrado resultados diferentes, todos com seus próprios custos e benefícios. No entanto, testando os limites de cada um e ajustando sua capacidade de absorver mais infravermelho, podemos desenvolver um conjunto de tecnologias capazes de espremer cada gota de energia de quase qualquer tipo de calor residual.

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