Dispositivos termoelétricos Ciência Nordestina

terça-feira, 15 janeiro 2019

A nanotecnologia pode contribuir para um melhor aproveitamento de energia, principalmente nas regiões mais pobres e desprovidas de infraestrutura

Quando falamos de fontes alternativas de energia, o que vem automaticamente à mente são as células solares. No entanto, há diversas outras formas de gerar energia alternativamente às convencionais usinas hidroelétricas. Nos dias mais quentes de verão, por exemplo, o gradiente de temperatura em nossas janelas atinge valores elevadíssimos. Enquanto a temperatura externa passa dos 35 °C, no interior a temperatura pode ser artificialmente controlada para valores, por exemplo, de 18 °C. Uma diferença de temperatura de 17 °C estaria estabelecida entre as faces da janela de vidro. A pergunta imediata é: esta diferença de temperatura seria suficiente para gerar energia?

A resposta é sim. Os materiais definidos como termoelétricos são aqueles que permitem com que elétrons migrem do lado mais quente para o lado mais frio – estabelecendo uma corrente elétrica – cuja intensidade varia de acordo com a variação total na temperatura. O mecanismo reverso também é possível – a aplicação de um campo elétrico entre os terminais do dispositivo promovem um variação no gradiente de temperatura.

E não apenas aplicado a janelas – mas também ao nosso corpo. Somos um grande banho térmico com temperatura estável e controlada. A instalação de dispositivos termoelétricos em casacos seria também uma fonte de geração de energia. E não apenas desta forma de conversão de energia passaríamos a fazer uso, mas também do próximo impacto do solado do sapato com o sol: se substituirmos os amortecedores de nossos sapatos por dispositivos tribolétricos passará a tornar real a conversão de energia do impacto dos pés contra o chão.

Em ambos os sistemas (triboelétrico e termoelétrico) há a necessidade de aperfeiçoar a estrutura dos materiais utilizados, uma vez que a morfologia dos mesmos é crucial para permitir com que o espalhamento de elétrons gerados seja mínimo e a corrente elétrica seja efetiva pelos canais de condução formados. Em resumo, as modificações no dispositivo devem ocorrer de tal forma que o fluxo de elétrons (corrente elétrica) prevaleça sobre outros mecanismos de espalhamentos (aquecimento da rede).

Neste ponto a nanotecnologia entra como uma ferramenta fundamental para modificação na superfície do dispositivo seja criando rugosidades, cavidades, mimetizando superfícies (como a flor de lótus), entre outros.

O resultado deste grande esforço coletivo será percebido no desenvolvimento de casacos, sapatos e superfícies que farão das variações nas condições ambientais e de movimento um objeto para geração de energia. A caminhada carregará o aparelho celular enquanto que as janelas ajudarão a iluminar as casas (acendendo as lâmpadas do interior). Esta é a contribuição imediata da nanotecnologia no melhor aproveitamento de energia – crítica para as regiões mais pobres e desprovidas de infraestrutura para as atividades mais básicas.

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Helinando Oliveira é Professor da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) desde 2004 e coordenador do Laboratório de Espectroscopia de Impedância e Materiais Orgânicos (LEIMO).

Helinando Oliveira

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