O calor da crosta terrestre pode se tornar em fonte de energia elétrica

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio e da Sanoh Industrial desenvolveram uma célula de bateria muito estável que pode converter diretamente calor em eletricidade, fornecendo assim uma maneira de explorar a energia geotérmica de maneira sustentável.

A necessidade de reduzir as emissões e a ascensão das energias renováveis, da energia eólica à solar e à biomassa, mudou substancialmente a forma como abastecemos nossa geração de energia.

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Hoje, uma parte das tecnologias emergentes mais fascinantes do mundo são aquelas destinadas a produzir energia. Assim como as fontes de geração de energia existentes, há uma enorme, permanente e inexplorada fonte de energia literalmente debaixo dos nossos pés, a energia geotérmica.

A energia geotérmica deriva do calor da Terra. Produzir energia elétrica a partir dessa energia requer dispositivos que possam de alguma forma fazer uso do calor dentro da crosta terrestre.

Recentemente, cientistas da Tokyo Tech fizeram progressos significativos no entendimento e desenvolvimento de células térmicas sensibilizadas (STCs), um tipo de bateria que pode gerar energia elétrica a 100 ℃ou menos.

Antes disso, eles já haviam proposto o uso de STCs como um novo método para converter calor diretamente em energia elétrica usando células solares sensibilizadas por corantes. Da mesma forma, substituíram o corante por um semicondutor para permitir que o sistema trabalhasse usando calor em vez de luz.

A bateria recentemente desenvolvida é composta por três camadas intercaladas entre elétrodos. Uma camada de transporte de elétrons (ETM), uma camada de semicondutor (germânio) e uma camada de eletrólito sólido (íons de cobre). Em suma, os elétrons passam de um estado de baixa energia para um estado de alta energia no semicondutor, tornando-se termicamente excitados e depois transferidos naturalmente para o ETM.

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Depois disso, os elétrons viajam do elétrodo, passam por um circuito externo, passam pelo elétrodo do contador e então alcançam o eletrólito. Reações de oxidação e redução envolvendo íons de cobre ocorrem em ambas as interfaces do eletrólito, resultando na transferência de elétrons de baixa energia para a camada semicondutora, para que o processo possa iniciar um novo circuito, completando assim um circuito elétrico.

Embora, naquele momento, não estivesse claro se essa bateria teria aplicação como um motor perpétuo ou se a corrente pararia em algum momento. Durante as experiencias, os cientistas descobriram que a eletricidade parou de fluir após um período específico e propôs um mecanismo para explicar esse fenômeno. A corrente para porque as reações redox na camada de eletrólito terminam devido à realocação dos diferentes tipos de íons de cobre.

O mais fascinante é que a bateria pode reverter a própria situação na presença de calor simplesmente abrindo o circuito externo por algum tempo.

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A Dra. Sachiko Matsushita, que liderou o estudo, disse : “Com tal projeto, o calor, geralmente considerado como energia de baixa qualidade, se tornaria uma ótima fonte de energia renovável. Estamos muito entusiasmados com a descoberta deles por causa de sua aplicabilidade, ecologia e potencial para ajudar a resolver a crise global de energia. ”

“Não há problemas de radiação, nem medo de petróleo caro, nem instabilidade na geração de energia como quando se depende do sol ou do vento. Refinamentos adicionais para este tipo de bateria serão o objetivo de futuras pesquisas, com a esperança de um dia resolver as necessidades energéticas da humanidade sem prejudicar nosso planeta

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Fonte//Techexplorist