Energia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 26/08/2025
O pequeno prottipo em escala de laboratrio serviu para demonstrar as trs estratgias: Tecnologia de metal preto no lado quente, um pedao de plstico criando uma estufa e dissipadores de calor no lado frio.
[Imagem: J. Adam Fenster/University of Rochester]
Energia termossolar
Os materiais termoeltricos so considerados uma rota interessante rumo energia limpa porque conseguem converter calor diretamente em eletricidade, sem geradores, sem turbinas ou qualquer outro aparato mecnico.
Especificamente os geradores solares termoeltricos, ou termofotovoltaicos, so interessantes porque podem complementar o mecanismo atual de captao de energia solar capturando uma parte da energia do Sol que os painis solares fotovoltaicos no conseguem.
Mas faltava resolver um problema: Os painis solares termoeltricos disponveis hoje convertem menos de 1% da energia solar em eletricidade, em comparao com mais de 20% dos sistemas residenciais de painis fotovoltaicos.
Agora, Tianshu Xu e colegas da Universidade de Rochester, nos EUA, superaram largamente essa deficincia, construindo um gerador solar termoeltrico que 15 vezes mais eficiente do que os anteriores, abrindo o caminho para novas tecnologias de energia renovvel.
“H dcadas, a comunidade de pesquisa se concentra no aprimoramento dos materiais semicondutores usados em geradores solares termoeltricos, obtendo ganhos modestos na eficincia geral,” comentou o professor Chunlei Guo. “Neste estudo, nem sequer abordamos os materiais semicondutores; em vez disso, focamos nos lados quente e frio do dispositivo. Ao combinar melhor absoro de energia solar e reteno de calor no lado quente, com melhor dissipao de calor no lado frio, obtivemos uma melhora impressionante na eficincia.”
Estrutura e caractersticas do gerador solar termoeltrico.
[Imagem: Tianshu Xu et al. – 10.1038/s41377-025-01916-9]
Metais pretos e estufa
Os novos geradores solares termoeltricos de alta eficincia foram projetados com trs estratgias.
Primeiro, no lado quente, o lado do coletor que fica voltado para o Sol, os pesquisadores usaram uma tecnologia especial de colorir metais que a equipe desenvolve h mais de uma dcada – eles j fabricaram at um ouro literalmente preto. Agora, eles usaram a tcnica para usar esse enegrecimento para aumentar a absoro de energia solar do material, reduzindo tambm a dissipao de calor em outros comprimentos de onda.
Em segundo lugar, os pesquisadores cobriram o metal preto com um pedao de plstico para criar uma miniestufa, uma estrutura que aprisiona o calor. “Voc pode minimizar a conveco e a conduo para reter mais calor, aumentando a temperatura no lado quente,” disse Guo.
Por fim, no lado frio do gerador, a tcnica de enegrecimento foi usada para escurecer alumnio comum, criando um dissipador de calor que melhora a dissipao de calor por radiao e por conveco. Esse processo dobrou o desempenho de resfriamento em comparao com um dissipador de calor de alumnio comum.
O aparato todo aumentou o peso do gerador termoeltrico em cerca de 25%, mas o ganho em eficincia de 15 vezes, aproximando-se da eficincia dos painis fotovoltaicos, superou muito esse custo.
Bibliografia:
Artigo: 15-Fold increase in solar thermoelectric generator performance through femtosecond-laser spectral engineering and thermal management
Autores: Tianshu Xu, Ran Wei, Subhash C. Singh, Chunlei Guo
Revista: Light Science & Applications
Vol.: 14, Article number: 268
DOI: 10.1038/s41377-025-01916-9
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