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Tecnologia ‘solar noturna’ agora pode fornecer energia no escuro

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UNSW | Universidade de Nova Gales do Sul

Data

terça-feira, 24 maio 2022 13:55

Áreas

Energia. Energias Alternativas. Sustentabilidade. Tecnologias.

Pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW), na Austrália, fizeram um grande avanço na tecnologia de energia renovável ao produzir eletricidade a partir da chamada energia solar ‘noturna’.

A equipe da Escola de Engenharia de Energia Fotovoltaica e Renovável gerou eletricidade a partir do calor irradiado como luz infravermelha, da mesma forma que a Terra esfria ao irradiar para o espaço à noite. Um dispositivo semicondutor chamado diodo termorradiativo, composto de materiais encontrados em óculos de visão noturna, foi usado para gerar energia a partir da emissão de luz infravermelha. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista científica ACS Photonics.

Embora a quantidade de energia gerada  seja muito pequena – cerca de 100 mil vezes menor do que a fornecida por um painel solar – os pesquisadores acreditam que o resultado possa ser melhorado no futuro. “Fizemos uma demonstração inequívoca de energia elétrica a partir de um diodo termorradiativo. Usando câmeras de imagem térmica, você pode ver quanta radiação existe à noite, mas apenas no infravermelho, e não nos comprimentos de onda visíveis. O que fizemos foi criar um dispositivo que pode gerar energia elétrica a partir da emissão de radiação térmica infravermelha”, disse o Dr. Ned Ekins-Daukes, professor da UNSW e líder da equipe.

Fluxo de energia

O professor Ekins-Daukes disse que o processo ainda está aproveitando a energia solar, que atinge a Terra durante o dia na forma de luz solar e aquece o planeta. À noite, essa mesma energia irradia de volta para o vasto e frio vazio do espaço sideral na forma de luz infravermelha, quando o diodo termorradiativo pode então gerar eletricidade aproveitando esse processo.

“Sempre que há um fluxo de energia, podemos convertê-lo entre diferentes formas”, disse o professor. “A energia fotovoltaica, a conversão direta da luz solar em eletricidade, é um processo artificial que os humanos desenvolveram para converter a energia solar em energia. Nesse sentido, o processo termorradiativo é semelhante: estamos desviando a energia que flui no infravermelho de uma Terra quente para o universo frio”, acrescentou a Dra. Phoebe Pearce, pesquisadora da UNSW e uma das coautoras do artigo.

A descoberta da equipe da UNSW é uma confirmação empolgante de um processo anteriormente teórico e é o primeiro passo para criar dispositivos especializados e muito mais eficientes que possam um dia capturar a energia em escala muito maior.

o professor Ekins-Daukes comparou a nova pesquisa ao trabalho de engenheiros dos Laboratórios Bell, que demonstraram a primeira célula solar de silício efetiva em 1954. Essa primeira célula solar de silício tinha eficiência de apenas 2%, mas agora as células modernas são capazes de converter cerca de 23% da luz do sol em eletricidade.

“Ao alavancar nosso conhecimento de como projetar e otimizar células solares e usar materiais da comunidade existente de fotodetectores de infravermelho médio, esperamos um rápido progresso no sentido de entregar o sonho da ‘energia solar noturna’”, disse o Dr. Michael Nielsen, coautor do artigo.

A equipe de pesquisa acredita que a nova tecnologia pode ter uma variedade de usos no futuro, ajudando a produzir eletricidade de maneiras não possíveis atualmente.

Energia do calor do corpo

Uma delas pode ser a alimentação de dispositivos biônicos, como corações artificiais, que atualmente funcionam com baterias que precisam ser substituídas regularmente.

“Em princípio, é possível gerar energia da maneira que demonstramos apenas a partir do calor do corpo – que você pode ver se olhar através de uma câmera térmica. No futuro, essa tecnologia poderia coletar essa energia e eliminar a necessidade de baterias em certos dispositivos – ou ajudar a recarregá-los. Isso não é algo em que a energia solar convencional seria necessariamente uma opção viável”, disse o professor Ekins-Daukes.

“Neste momento, a demonstração que temos com o diodo termorradiativo é de potência relativamente muito baixa. Um dos desafios foi realmente detectá-la. Mas a teoria diz que é possível que essa tecnologia produza cerca de 1/10 da energia de uma célula solar. Acho que, para que seja uma tecnologia inovadora, não devemos subestimar a necessidade de as indústrias intervirem e realmente impulsionar [as pesquisas]. Eu diria que ainda há cerca de uma década de trabalho de pesquisa a ser feito aqui. Mas se a indústria puder ver que esta é uma tecnologia valiosa, então o progresso pode ser extremamente rápido”, concluiu o professor Ekins-Daukes.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Nova Gales do Sul (em inglês).

Fonte: Neil Martin, UNSW. Imagem: Equipe de pesquisa, em imagem via câmera infravermelha. Fonte: Divulgação, UNSW.