Calor residual não é legal, dizem cientistas dos EUA

Engenheiros da Universidade de Utah desenvolveram um dispositivo minúsculo que, segundo eles, pode aumentar o desempenho de painéis fotovoltaicos e outros dispositivos eletrônicos convertendo a energia perdida como calor de volta em eletricidade.

Pesquisadores da Universidade de Utah podem ter encontrado uma maneira de usar o excesso de calor gerado por sistemas de energia solar. Imagem: Ellen Forsyth / Flickr

Como aproveitar o excesso de calor que os painéis solares geram ao lado da eletricidade é uma questão cada vez mais importante para a indústria.

Na maioria das instalações fotovoltaicas, o calor não é utilizado e reduz a produção de energia e a estabilidade do desempenho a longo prazo - embora pesquisadores da Arábia Saudita nesta semana tenham revelado um dispositivo capaz de destilar a água sem prejudicar os níveis de geração.

O calor desperdiçado também é um grande problema em eletrodomésticos, com uma equipe da Universidade de Utah citando estimativas de que até dois terços da energia consumida anualmente nos EUA é desperdiçada como calor.

Diferentes estratégias existem para lidar com esse calor residual, a maioria ainda em fase de pesquisa. Uma possibilidade é a geração termoelétrica, que pode produzir eletricidade a partir de diferenças de temperatura. Um limite teórico para o processo - o limite do corpo negro proposto pelo físico alemão Max Planck há mais de um século - era acreditado para limitar sua utilidade. Vários estudos nos últimos anos, no entanto, encontraram maneiras de contornar o limite do corpo negro para alcançar taxas mais altas de transferência de energia térmica.

Avanço

A última pesquisa desse tipo vem da Universidade de Utah. No artigo Um dispositivo de transferência de calor por radiação de campo próximo, publicado na revista Nature Nanotechnology , os cientistas descrevem um chip medindo 5x5 mm compreendendo duas pastilhas de silício com menos de 100 nanômetros de distância. Com o chip retido no vácuo, uma das superfícies é aquecida e a outra é resfriada, gerando eletricidade a partir do fluxo de calor.

Encontrar uma maneira de colocar as superfícies de silício a menos de um milésimo de distância entre a espessura do cabelo humano e o toque do cabelo humano foi fundamental para o desenvolvimento do dispositivo. "Nenhum corpo pode emitir mais radiação do que o limite do corpo negro", disse Mathieu Francouer, professor associado de engenharia mecânica na Universidade de Utah. "Mas quando vamos para a nanoescala, você pode."

De acordo com Francouer, tal dispositivo poderia canalizar a eletricidade gerada em um aparelho, aumentando a vida útil da bateria de um laptop ou dispositivo similar em até 50%. Em instalações solares, o chip pode impulsionar a saída do sistema convertendo o calor da luz solar em eletricidade e mantendo a temperatura operacional do sistema mais baixa, evitando a degradação.

"Você coloca o calor de volta no sistema como eletricidade", disse o professor adjunto. “Agora, estamos apenas jogando na atmosfera. Está esquentando o seu quarto, por exemplo, e então você usa o seu ar condicionado para esfriar o seu quarto, o que desperdiça mais energia ”.

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