Conheça o dispositivo que pode usar o céu noturno como fonte de eletricidade

Há pouco mais de um ano, publicamos o Guia da Energia, onde falamos sobre cada um dos tipos de energia, suas peculiaridades, vantagens e desvantagens. Mas a verdade é que esse não é um guia definitivo – como tudo no campo da inovação. Atualmente, diversos cientistas ao redor do mundo estão focados em descobrir novas fontes de energia limpa. O cientista Aaswath Raman, por exemplo, vem se dedicando a criar novos materiais que podem fazer uso do calor e da luz.

Seus interesses em energia limpa e resfriamento o levaram a aprender sobre um fenômeno chamado “resfriamento radiativo”, que acontece quando objetos voltados para cima lançam calor para o céu após o anoitecer, esfriando sua área circundante. Esse fenômeno também levou ao desenvolvimento de uma fonte de eletricidade livre de poluição.

As civilizações antigas do Oriente Médio – especialmente os persas – usavam resfriamento radiativo para fazer gelo, despejando água em tanques quando o sol se punha e coletando os blocos congelados na manhã seguinte.

Um pequeno LED alimentado pelo gerador de energia de Aaswath Raman.

Aaswath Raman, que é professor ciência dos materiais e engenharia da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), queria usar esse fenômeno para produzir energia limpa. Assim, ele e seus colegas projetaram um dispositivo que pode aproveitar o resfriamento noturno para gerar uma pequena quantidade de energia.

O lado superior do disco de alumínio preto irradia calor para o céu, enquanto o lado inferior é aquecido pelo ar circundante. Um gerador termoelétrico dentro do disco usa a diferença de temperatura para produzir eletricidade.

Por enquanto, o dispositivo é caro e gera pouca eletricidade para competir com outras formas de energia limpa. Para alimentar uma lâmpada LED de 3 watts, o gerador precisaria ter 120 m2 quadrados. Segundo Aaswath, seria possível reduzir esse número em 5,5 m2 e também reduzir custos suficientes para torná-lo útil em áreas remotas, desconectadas da rede elétrica. A ideia é que, no futuro, o dispositivo possa permitir que pessoas sem acesso à eletricidade acendam uma lâmpada, carreguem um celular ou liguem outro dispositivo pequeno à noite.

A invenção até parece simples. Parece um pequeno disco apoiado em quatro pernas. O lado voltado para cima irradia calor para o céu noturno, enquanto o lado voltado para baixo é aquecido pelo ar circundante. Entre essas duas superfícies, há um gerador termoelétrico, que usa a diferença de temperatura para produzir energia.

“Esta é uma excelente demonstração de como o céu noturno pode ser usado como recurso termodinâmico para fazer algo útil”, diz Jeremy N. Munday, professor de engenharia elétrica e engenharia da computação, da Universidade da Califórnia, que propôs usar o resfriamento radiativo para combater as mudanças climáticas. Segundo ele, são necessárias mais pesquisas para saber se algum dia a tecnologia poderá oferecer uma alternativa viável à energia eólica ou solar, por exemplo.

Esses painéis de resfriamento usam um material especial que irradia calor para o céu durante o dia. A água é resfriada à medida que atravessa os painéis e eles estão integrando esses painéis nos sistemas de ar condicionado para ajudá-los a funcionar com mais eficiência.

Aaswath também pesquisou formas de tirar proveito do resfriamento radiativo durante o dia. Por um longo tempo, a maioria dos especialistas considerou isso como algo improvável, insistindo que o efeito de resfriamento só funcionava à noite, mas o cientista estava convencido de que era possível.

Por fim, Aaswath e seus colegas criaram materiais ultrafinos, semelhantes a fios de cabelo – conhecidos como metamateriais – que produziam resfriamento diurno com sucesso, agindo como um espelho, refletindo o sol e o calor de volta ao céu durante o dia. É o mesmo princípio de funcionamento do resfriamento radiativo noturno natural, mas com um pequeno impulso dos materiais criados pelos cientistas.

Desde então, os cientistas incorporaram esse material em painéis que usam resfriamento radiativo para melhorar a eficiência dos sistemas de ar condicionado e refrigeração já existentes, ajudando na economia de energia. E essa já é uma invenção muito importante, pois as mudanças climáticas irão alimentar ondas de calor cada vez mais e longas e sufocantes, de modo que a necessidade de refrigeração – especialmente durante o dia – irá crescer, aumentando a demanda por eletricidade.

O estudo de Aaswath Raman é algo que pode mudar (mais uma vez) nosso conceito sobre fontes de energia. Saiba mais sobre o projeto assistindo ao vídeo abaixo, com a apresentação do cientista no TED 2018, que aconteceu em Vancouver (Canadá), no ano passado.

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Créditos: Imagem Destaque – Bermix Studio

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