Fotovoltaica sem sol. Você dirá um belo e bom oxímoro. Não de acordo com a mais recente inovação dos fervorosos laboratórios do MIT que, depois de terem desenvolvido recentemente as células solares de papel, a folha solar artificial para aquecer a casa e as células solares 3D, voltam a surpreender com um novo sistema de conversão de energia fotovoltaica capaz de produzir eletricidade mesmo na ausência de luz direta e aproveitando o calor de qualquer fonte.
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fotovoltaica sem sol. Você dirá um belo e bom oxímoro. Não de acordo com a mais recente inovação dos fervorosos laboratórios do MIT que, depois de terem desenvolvido recentemente as células solares de papel, a folha solar artificial para aquecer a casa e as células solares 3D, voltam a surpreender com um novo sistema de conversão de energia fotovoltaica capaz produzir eletricidade mesmo na ausência de luz direta e usando o calor de qualquer fonte.
Um princípio que certamente não é revolucionário, como a nanotecnologia com a qual foi recriada, que é cada vez mais utilizada em pesquisas sobre as células solares do futuro.
Mas o que há de revolucionário na pesquisa "Sun free photovoltaics" também publicado na conceituada revista Physical Review, é precisamente a aplicação da nanotecnologia ao princípio de conversão de calor em luz que torna possível tornar o novo sistema mais eficiente do que todas as tentativas anteriores.
A chave para esta inovação revolucionária está, de fato, como explicado no site do MIT, está em um material com bilhões de “poços” em nanoescala gravadas na superfície das células solares. Quando o material absorve calor - do sol, de um incêndio de hidrocarbonetos ou de qualquer outra fonte - o superfície sem caroço irradia energia principalmente a estes comprimentos de onda cuidadosamente escolhidos. A partir disso, os pesquisadores do MIT criaram primeiro um gerador de energia movido a butano do tamanho de um botão com autonomia três vezes maior do que uma bateria de lítio do mesmo peso que pode ser recarregada instantaneamente com a simples inserção de um pequeno cartucho.
Seguindo o mesmo princípio, os pesquisadores também desenvolveram outro dispositivo que, alimentado por um radioisótopo que produz constantemente calor a partir do decaimento radioativo, poderia gerar eletricidade por 30 anos sem reabastecimento e sem manutenção. Um instrumento que poderia representar, por exemplo, uma fonte ideal de eletricidade para uma espaçonave em uma missão distante do Sol.
Também porque, de acordo com o que foi declarado pelo US Energy Information Administrator, 92 por cento de toda a energia que usamos envolve a conversão de calor em energia mecânica, e, portanto, muitas vezes em eletricidade. No entanto, os sistemas mecânicos atuais - como o uso de combustível para ferver água e girar uma turbina - têm eficiência relativamente baixa e não podem ser reduzidos a pequenos dispositivos necessários para aparelhos como, por exemplo, smartphone ou monitor médico.
"Ser capaz de converter calor de várias fontes em eletricidade sem partes móveis teria trazido enormes benefícios - diz Ivan Celanovic ScD '06, engenheiro de pesquisa do MIT que coordenou a pesquisa - especialmente se pudéssemos fazê-lo de forma eficaz, em relação a preços baratos e pequena escala".
A solução de Celanovic foi usar cristais fotônicos de tungstênio, um material que quando aquecido gera luz contra um espectro de emissão alterado graças aos "microfuros" feitos em sua superfície, cada um dos quais se comportaria na prática como uma "câmara de ressonância" muito pequena capaz de emitir radiação apenas em certos comprimentos de onda . Os chips assim feitos contêm, na prática, cristais fotônicos reais em ambos os lados planos e minúsculos tubos externos para a injeção de combustível e ar, bem como para a expulsão de resíduos. Microrreatores reais aos quais adicionar uma célula fotovoltaica montada em cada fachada para converter os comprimentos de onda da luz emitida em energia elétrica.
“Nesse ponto, nosso gerador TPV poderia alimentar seu smartphone por uma semana inteira sem ser recarregado”, diz ele satisfeito. Celanovic, embora a construção de sistemas práticos, requer a integração de muitas tecnologias e áreas de especialização. “É um esforço verdadeiramente multidisciplinar”, diz Celanovic. "E é um exemplo claro de como a pesquisa de materiais é fundamental e capaz de permitir todo um espectro de aplicações para conversão com eficiência energética."
Simona Falasca
