Energia

Vapor solar: energia solar super eficiente

Vapor solar: nanopartículas vaporizam água instantaneamente
Oara Neumann (esquerda) e Naomi Halas usaram nanopartículas para criar um gerador temossolar de altíssima eficiência. [Imagem: Jeff Fitlow/Rice University]

Nanovaporização

Um painel solar fotovoltaico tem uma eficiência energética média ao redor de 15%.

Uma nova tecnologia batizada de "vapor solar" pode alcançar até 24% de eficiência energética.

O segredo está em usar nanopartículas para converter a energia solar diretamente em vapor - o protótipo pode vaporizar até água gelada.

Oara Neumann e Naomi Halas, da Universidade Rice, nos Estados Unidos, afirmam que a nova tecnologia não deverá competir inicialmente com os painéis solares.

"Há muito mais sobre energia do que eletricidade. Com esta tecnologia, estamos começando a pensar sobre a energia termossolar de uma forma completamente nova," disse Halas.

Segundo ela, o vaporizador solar está pronto para ser usado na purificação de água e no tratamento de esgotos.

Nanopartículas fotossensíveis

A eficiência do coletor termossolar deve-se às nanopartículas fotossensíveis, que convertem a luz do Sol em calor.

Quando dissolvidas em água e expostas à luz do Sol, as partículas se aquecem tão rapidamente que vaporizam instantaneamente a água ao seu redor, criando vapor, sem precisar aquecer a água até o ponto de ebulição.

Todas as leis da termodinâmica são preservadas, mas o aquecimento em nanoescala mostrou-se aproveitável em macroescala em um nível difícil de imaginar.

"Nossas partículas são muito pequenas, menores até do que o comprimento de onda da luz. Isso significa que elas têm uma área superficial muito pequena para dissipar o calor. Esse aquecimento intenso permite gerar o vapor localmente, diretamente na superfície da nanopartícula," explica Halas.

O efeito é impressionante, principalmente quando se vê água quase em ponto de congelamento - já com as nanopartículas em solução - virando vapor tão logo é posta ao Sol.

Usos da energia termossolar

Apesar da preferência das pesquisadoras por aplicações sanitárias, cerca de 90% da eletricidade mundial é produzida por vapor, seja ele criado pela queima de carvão ou por um reator nuclear.

A indústria também utiliza vapor em grande quantidade, geralmente oriundo da queima de gás natural ou óleo combustível.

Em testes no laboratório, Oara Neumann constatou que seu gerador termossolar com nanopartículas é duas vezes e meia mais eficiente do que as colunas de destilação usadas na indústria.

Outro uso potencial da energia termossolar é na alimentação de sistemas de ar-condicionado híbridos, alimentados por energia solar durante o dia e eletricidade à noite.

Bibliografia:

Solar Vapor Generation Enabled by Nanoparticles
Oara Neumann, Alex Urban, Jared Day, Surbhi Lal, Peter Nordlander, Naomi J. Halas
ACS Nano
Vol.: Accepted Manuscript
DOI: 10.1021/nn304948h




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