Parece algo de um filme de ficção científica, mas o recém-revelado Shadow-Effect Energy Generator (SEG) é um verdadeiro protótipo. O conceito fascinante pode nos ajudar a transformar a maneira como as energias renováveis são geradas em ambientes fechados.
O SEG usa o contraste entre escuridão e luz para produzir eletricidade. É composto por uma série de tiras finas de filme dourado em uma pastilha de silicone, colocadas sobre uma base plástica flexível.
Enquanto as sombras são geralmente um problema para a produção de energia solar renovável, aqui elas são realmente aproveitadas para continuar gerando energia. A tecnologia – que é mais barata de produzir do que uma célula solar típica, de acordo com seus desenvolvedores – produz pequenas quantidades de energia e pode ser usada em aparelhos móveis, por exemplo.
“As sombras são onipresentes, e muitas vezes as tomamos como garantidas”, diz o cientista de materiais Tan Swee Ching, da Universidade Nacional de Cingapura (NUS). “Em aplicações fotovoltaicas ou optoeletrônicas convencionais em que uma fonte constante de luz é usada para alimentar dispositivos, a presença de sombras é indesejável, pois prejudica o desempenho dos dispositivos.”
“Neste trabalho, capitalizamos o contraste de iluminação causado pelas sombras como fonte indireta de energia. O contraste na iluminação induz uma diferença de tensão entre as seções sombra e iluminação, resultando em corrente elétrica. Esse novo conceito de captação de energia no presença de sombras é sem precedentes.”
É esse contraste entre sombra e luz que realmente torna o dispositivo SEG eficaz: sob sombras instáveis, o Gerador de Energia de Efeito de Sombra é duas vezes mais eficaz que as células solares convencionais nas mesmas condições, descobriu a equipe.
Quando o SEG está completamente na sombra, ou totalmente na luz (quando as tensões nas faixas são todas semelhantes), ele produz uma quantidade muito baixa de eletricidade, ou nada.
Com sombras passageiras – causadas por nuvens ou galhos de árvores, talvez, ou simplesmente pelo movimento do Sol – o dispositivo é capaz de gerar energia suficiente (1,2 V) para executar um relógio digital, demonstrou a equipe. Isso também poderia ser impulsionado no futuro.
“Também descobrimos que a área de superfície ideal para geração de eletricidade é quando metade da célula SEG está iluminada e a outra metade na sombra, pois isso fornece área suficiente para geração e coleta de carga, respectivamente”, diz o físico Andrew Wee, da NUS.
O SEG também funciona como um sensor: pode registrar sombras passando por ele para registrar o movimento de objetos que passam. Isso pode ter várias aplicações em dispositivos domésticos inteligentes conectados, por exemplo, e pode até ser usado para criar sensores com alimentação própria.
Ainda há muito trabalho a ser feito – os pesquisadores agora querem reduzir o custo de seu SEG, talvez substituindo o filme dourado por um material diferente. Também poderia ser adaptado para uso vestível mais abaixo da linha.
No futuro, quanto mais maneiras tivermos de produzir eletricidade renovável, mais imaginativos conseguiremos com nossos aparelhos, e menos precisaremos depender de combustível fóssil para a produção de energia. Agora as sombras podem ser adicionadas à lista de fontes alternativas de energia, junto com a queda de neve e o frio do espaço sideral.
“Com sua eficiência de custo, simplicidade e estabilidade, nosso SEG oferece uma arquitetura promissora para gerar energia verde das condições ambientais para a eletrônica de potência e como parte de um sistema de sensores inteligentes, especialmente em edifícios”, escrevem os pesquisadores em seu artigo publicado.
A pesquisa foi publicada na Energy & Environmental Science.
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