O grafeno tem sido objeto de programas de pesquisa em várias
instituições acadêmicas em todo o mundo no que diz respeito aos benefícios para
a energia renovável. O material é basicamente uma camada única de átomos de
carbono dispostos numa estrutura de treliça que faz com que seja 10 vezes mais
forte do que o aço, porém 1000 vezes mais leve do que uma folha de papel . Ele
tem um grande potencial para o desenvolvimento de componentes elétricos,
gadgets, energia, defesa e tratamento de água.
No que diz respeito aos potenciais benefícios para as
energias renováveis, os pesquisadores descobriram que ele pode armazenar
energia melhor do que o grafite, o que significa que ele pode ser usado para
armazenamento de energia da bateria e/ou em células de combustível. Ele também
pode ser usado para desenvolver revestimentos anti-reflexão de células solares.
Mais recentemente, pesquisadores da Ocean University of
China, em Qingdao descobriram que o grafeno pode também ajudar a gerar energia
a partir de gotas de chuva. Ele pode conseguir isto porque a chuva não são
inteiramente constituídas por água, elas também contém uma série de sais que
pode ser dividida em íons positivos e negativos. Isto por sua vez significa que
uma reação química simples pode ser usada para explorar a energia, usando
grafeno para separar os íons carregados positivamente, que inclui sódio, cálcio
e amônio, a fim de gerar eletricidade. Normalmente, quando uma gota de chuva
fica na superfície de um painel solar, os vários sais que estão na gota pode
gerar um número de cargas desequilibradas. Os elétrons de ligação com íons
carregados positivamente criam um efeito conhecido como a interação ácido-base
de Lewis.
Na teoria, uma vez que, embora os painéis solares ainda
geram energia em dias nublados, a quantidade de energia gerada é menor do que
em dias de sol, se os pesquisadores podem desenvolver uma célula solar para
todos os climas que gera eletricidade a partir da chuva, por exemplo, esta
seria de grande ajuda para impulsionar a eficiência do painel de energia solar
atual.
Os testes ainda estão em estágio inicial, mas os resultados
têm sido promissores. Os pesquisadores conseguiram gerar centenas de microvolts
durante a pesquisa, alcançando 6,53 de eficiência de conversão de energia
solar-elétrica a partir de um painel solar personalizado. O processo envolveu a
adição de uma camada de grafeno em uma célula solar sensibilizada, que foi então
colocada sobre um suporte transparente de óxido indium, estanho e plástico.
Isso permitiu a célula gerar energia tanto do sol, quanto da chuva.
Em essência, o que acontece é que os íons positivos se ligam
ao grafeno formando uma camada dupla conhecida como um pseudocapacitor. A
diferença de energia entre as duas camadas pode ser usada para gerar uma
corrente elétrica. O problema é que os íons estão presentes em baixas
concentrações nos pingos de chuva, por isso não é uma questão sobre como gerar
eletricidade suficiente de baixas concentrações. Os pesquisadores estão agora
trabalhando sobre a forma de como a tecnologia pode resolver a variedade de
íons encontrados na chuva.
Outras formas de utilização do grafeno para aumentar a
quantidade de energia renovável a partir da energia solar incluem a criação de
um material que pode absorver o calor ambiente e luz.
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