Os nanotubos de carbono estão sendo reformulados por pesquisadores da Rice University, que estão desenvolvendo uma versão mais eficiente.
Os pesquisadores Gururaj Naik e Junichiro Kono, da Brown School of Engineering da Rice, que apresentaram sua tecnologia na ACS Photonics, desenvolveram um emissor térmico hiperbólico que pode absorver calor, encaixá-lo em uma largura de banda estreita e emiti-lo como luz que pode ser usada para gerar eletricidade. O calor seria de outro modo emitido para a atmosfera e desperdiçado. Com a tecnologia, poderia tornar as células solares muito mais eficientes.
“Fótons térmicos são apenas fótons emitidos por um corpo quente”, disse Kono em um comunicado à imprensa anunciando os resultados da pesquisa. “Se você olhar para algo quente com uma câmera infravermelha, você verá que ela está brilhando. A câmera está capturando esses fótons excitados termicamente.”
Tal como esta, qualquer superfície quente emite luz sob a forma de radiação térmica. Mas Naik disse que o problema é que a radiação térmica é de banda larga. Para converter luz em eletricidade, a emissão tem que ser em uma banda estreita. Os pesquisadores descobriram que os nanotubos são uma maneira de isolar os fótons que seriam desperdiçados. Os filmes de nanotubos atuam como condutores que absorvem o calor residual e o transformam em prótons de largura de banda estreita.
Calor desperdiçado motivou os pesquisadores
Os pesquisadores disseram que estavam motivados a fazer a pesquisa por causa do calor desperdiçado. Naik apontou para um estudo realizado pela estudante de graduação Chloe Doiron, que descobriu que cerca de 20% do consumo de energia é o calor residual. Ele disse que são cerca de três anos de eletricidade necessária para abastecer o estado do Texas.
“A maneira mais eficiente de transformar calor em eletricidade agora é usar turbinas a vapor ou algum outro líquido para acioná-las”, disse ele. “Eles podem oferecer uma eficiência de conversão de quase 50%. Nada mais nos aproxima disso, mas esses sistemas não são fáceis de implementar”, disse Naik. Os pesquisadores planejam desenvolver um sistema compacto que não tenha partes móveis para tornar o processo muito mais fácil.
Células solares mais eficientes estão para vir?
Então, o que isso significa para a sociedade? Segundo os pesquisadores, isso poderia aumentar a eficiência das células solares, que atualmente atingem cerca de 22%. “Ao espremer toda a energia térmica desperdiçada em uma pequena região espectral, podemos transformá-la em eletricidade de forma muito eficiente”, disse Naik. “A previsão teórica é que podemos obter 80% de eficiência.”
Os pesquisadores da Rice University não são os únicos cientistas que tentam tornar a energia solar mais eficiente. Com o planeta se aquecendo a um ritmo alarmante, há uma corrida para tornar as fontes de energia alternativas mais eficientes. Pesquisadores do MIT passaram vários anos desenvolvendo uma nova abordagem que obtém fótons de alta energia que atingem o silício para derrubar dois elétrons em vez de um, que é como os sistemas atuais funcionam. Mesmo se o fóton estiver carregando o dobro da energia, ele só poderá soltar um único elétron.
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