{"id":149889,"date":"2021-07-18T10:37:08","date_gmt":"2021-07-18T13:37:08","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=149889"},"modified":"2021-07-18T10:37:08","modified_gmt":"2021-07-18T13:37:08","slug":"celula-termossolar-coleta-dois-tipos-de-energia-para-funcionar-dia-e-noite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/celula-termossolar-coleta-dois-tipos-de-energia-para-funcionar-dia-e-noite\/","title":{"rendered":"C\u00e9lula termossolar coleta dois tipos de energia para funcionar dia e noite"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>C\u00e9lula coleta dois tipos de energia<\/strong><\/p>\n

Um novo dispositivo capaz de coletar dois tipos de energia abre o caminho para a gera\u00e7\u00e3o de eletricidade limpa e renov\u00e1vel 24 horas por dia.<\/p>\n

J\u00e1 sabemos h\u00e1 pelo menos 200 anos que a eletricidade pode ser gerada a partir de um gradiente de temperatura, um fen\u00f4meno conhecido como\u00a0gera\u00e7\u00e3o termoel\u00e9trica<\/a>. Mais recentemente, os pesquisadores v\u00eam desenvolvendo tecnologias de convers\u00e3o termoel\u00e9trica alterando par\u00e2metros dos materiais e introduzindo novos princ\u00edpios.<\/p>\n

Por exemplo, materiais magn\u00e9ticos podem gerar uma tens\u00e3o termoel\u00e9trica induzindo um fluxo de spins de el\u00e9trons ao longo de um gradiente de temperatura, chamado efeito de spin\u00a0Seebeck<\/a>. E simplesmente aumentar o comprimento de um componente perpendicularmente ao gradiente aumenta a voltagem.<\/p>\n

Tem havido grande esfor\u00e7o para criar dispositivos termoel\u00e9tricos finos e mais eficientes com base no efeito spin Seebeck. Contudo, quanto mais fino o componente, mais dif\u00edcil se torna manter um gradiente de temperatura entre sua parte superior e sua parte inferior.<\/p>\n

Absor\u00e7\u00e3o e libera\u00e7\u00e3o de energia<\/strong><\/p>\n

Satoshi Ishii e seus colegas do Instituto Nacional de Ci\u00eancia de Materiais do Jap\u00e3o acabam de resolver esse problema criando uma c\u00e9lula com camadas magn\u00e9ticas que resfria continuamente na parte superior e absorve o calor do Sol na parte inferior.<\/p>\n

\"C\u00e9lula<\/p>\n
V\u00e1rias equipes est\u00e3o trabalhando em\u00a0c\u00e9lulas que capturam calor do Sol e o frio do espa\u00e7o ao mesmo tempo<\/a>.
\n[Imagem:\u00a0Linda Cicero\/Stanford]<\/span><\/div>\n<\/div>\n

Dessa forma, a c\u00e9lula termossolar coleta dois tipos de energia: O\u00a0resfriamento radiativo<\/a>\u00a0ocorre na parte superior, conforme o calor \u00e9 liberado do material na forma de radia\u00e7\u00e3o infravermelha, enquanto a radia\u00e7\u00e3o solar \u00e9 captada na parte inferior.<\/p>\n

“O resfriamento radiativo diurno e o aquecimento solar t\u00eam sido usados para melhorar uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es termoel\u00e9tricas. Mas o nosso dispositivo usa os dois tipos de energia simultaneamente para gerar uma tens\u00e3o termoel\u00e9trica,” destacou Ishii.<\/p>\n

Gera\u00e7\u00e3o termoel\u00e9trica solar<\/strong><\/p>\n

A c\u00e9lula termossolar possui quatro camadas. A camada superior \u00e9 um para\u00edm\u00e3 fraco, feito de granada de g\u00e1lio e gadol\u00ednio. Essa camada\u00a0paramagn\u00e9tica<\/a>\u00a0\u00e9 transparente \u00e0 luz do Sol e emite radia\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica para o espa\u00e7o, ficando mais fria – este \u00e9 o princ\u00edpio da\u00a0refrigera\u00e7\u00e3o passiva<\/a>.<\/p>\n

A luz solar atravessa a camada ferromagn\u00e9tica seguinte, feita de granada de \u00edtrio-ferro. Essa camada tamb\u00e9m \u00e9 transparente, ent\u00e3o a luz continua a viajar para as duas camadas inferiores de absor\u00e7\u00e3o de luz, feitas de platina paramagn\u00e9tica e tinta de corpo negro.<\/p>\n

A se\u00e7\u00e3o inferior permanece quente devido \u00e0 absor\u00e7\u00e3o da luz solar. A corrente de spin \u00e9 gerada na camada ferromagn\u00e9tica devido ao gradiente de temperatura entre a parte superior e a inferior da c\u00e9lula e \u00e9 convertida em tens\u00e3o el\u00e9trica na camada de platina paramagn\u00e9tica.<\/p>\n

A c\u00e9lula termossolar funciona melhor em dias claros, uma vez que as nuvens reduzem o gradiente de temperatura que se consegue alcan\u00e7ar, al\u00e9m de bloquear a radia\u00e7\u00e3o infravermelha emitida, que deve passar pela atmosfera e escapar pelo espa\u00e7o, o que reduz o aquecimento radiativo.<\/p>\n

Embora promissora, a efici\u00eancia de gera\u00e7\u00e3o termoel\u00e9trica da c\u00e9lula ainda \u00e9 bastante baixo. A equipe planeja aumentar sua efici\u00eancia melhorando o projeto, experimentando diferentes combina\u00e7\u00f5es de materiais e desenvolvendo estrat\u00e9gias ainda mais inovadoras para a gera\u00e7\u00e3o termoel\u00e9trica solar.<\/p>\n

Com as melhorias necess\u00e1rias para seu pr\u00e1tico em larga escala, esse componente poder\u00e1 ser usado para alimentar pequenos aparelhos, como aqueles da\u00a0internet das coisas<\/a>\u00a0e todos os tipos de\u00a0sensores<\/a>.<\/p>\n

Bibliografia:<\/b><\/p>\n

Artigo:\u00a0Simultaneous harvesting of radiative cooling and solar heating for transverse thermoelectric generation<\/i>
\nAutores: Satoshi Ishii, Asuka Miura, Tadaaki Nagao, Ken-ichi Uchida
\nRevista: Science and Technology of Advanced Materials
\nVol.: 22 – Issue 1
\nDOI: 10.1080\/14686996.2021.1920820<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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