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2005 |
ABRIL l CONVERTENDO CALOR EM ENERGIA ELÉTRICA
Materiais termoelétricos
transformam radiador do carro em gerador de energia
Apesar de todos os avanços tecnológicos,
os motores dos carros atuais conseguem retirar apenas 30%
da energia contida na gasolina. Os restantes 70% são
perdidos na forma de calor.
Agora
cientistas das universidades do Oregon, Estados Unidos,
e do Conselho de Pesquisas da Austrália, trabalhando
conjuntamente, descobriram não apenas como recuperar
essa energia perdida pelos motores a combustão, mas
também como retirar energia das fontes geotérmicas,
uma forma de geração de energia limpa e renovável
disponível em áreas vulcânicas.
 Os
cientistas criaram um novo tipo de material termoelétrico
- ou material termogerador, capaz de converter calor em
energia elétrica - utilizando nanofios. "[...]
dispositivos termoelétricos nanoestruturados poderão
ser práticos para aplicações como a
recuperação do calor perdido nos motores de
automóveis, resfriadores construídos diretamente
dentro dos chips e refrigeradores domésticos mais
compactos e silenciosos," explica Heiner Linke, um
dos pesquisadores.
Ele e seu colega Tammy Humphrey descobriram que dois objetos
podem ter diferentes temperaturas e ainda assim manterem
o equilíbrio mútuo em nanoescala. Esse é
um fenômeno crucial para que se possa atingir o desempenho
necessário para o uso prático dos materiais
termoelétricos na geração de energia
elétrica e na refrigeração.
Imagine uma xícara de café sobre uma mesa:
o café irá esfriar gradualmente porque as
moléculas na xícara transferirão automaticamente
o calor do café para a mesa, até atingir o
equilíbrio térmico. Esse fenômeno é
explicado pelas leis da termodinâmica: o calor irá
sempre fluir do mais quente para o mais frio. O problema
é que a energia gasta pelos elétrons para
fazer essa transferência é simplesmente perdida.
Os materiais termoelétricos tentam recuperar essa
energia convertendo-a em eletricidade. Mas eles não
funcionam muito bem se o fluxo de calor for descontrolado.
A descoberta feita por Humphrey e Linke envolve justamente
o controle do movimento dos elétrons, utilizando
materiais que são estruturados em nanoescala.
Eles demonstraram que, se uma tensão elétrica
for aplicada a um sistema elétrico que tiver uma
diferença de temperatura, é possível
controlar elétrons que tenham uma energia específica.
Isto significa que, se o material nanoestruturado for projetado
para permitir apenas o fluxo desse tipo de elétron,
atinge-se um novo tipo de equilíbrio, no qual os
elétrons não migram espontaneamente do quente
para o frio.
Como o sistema não ficará verdadeiramente
em equilíbrio, o fluxo de elétrons pode ser
revertido, permitindo que um equipamento funcione na eficiência
máxima possível. Para os motores de carro,
essa eficiência máxima téoria é
conhecida como limite de Carnot.
Os pesquisadores acreditam que a tecnologia atual já
possibilite que seus materiais nanoestruturados criem equipamentos
que atinjam 50% do limite de Carnot. Os mais eficientes
materiais termoelétricos conhecidos hoje atingem
apenas 15% desse limite.
O trabalho foi apresentado neste último dia 5 de
Abril, na Conferência de Dispositivos em Nanoescala
e Integração de Sistemas, realizada em Houston,
nos Estados Unidos.
Fonte: Inovação Tecnológica
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