Gerador
termoiônico reinventado fica 7 vezes mais eficiente
Redação
do Site Inovação Tecnológica - 16/03/2017
A equipe
está trabalhando para inserir o gerador em um pacote fechado a vácuo para que
ele possa ser usado em condições reais, fora do
laboratório.[Imagem: Elsevier]
Reinvenção
Uma tecnologia usada para
alimentar satélites artificiais que foi abandonada décadas atrás acaba de ser
reinventada, recebendo uma melhoria simples que pode torná-la adequada não
apenas para voltar ao espaço, mas também para transformar calor em eletricidade
aqui na Terra.
Essa reinvenção foi possível
porque Hongyuan Yuan, da Universidade de Stanford, nos EUA, substituiu os
metais usados nos antigos conversores termoiônicos por grafeno.
O resultado foi um aumento na
eficiência do gerador de quase 7 vezes.
Conversor de energia termoiônico
O conversor de energia
termoiônico (CET) pode converter o calor em eletricidade de forma mais
eficiente e sem a necessidade de equipamentos grandes e caros dos geradores
tradicionais. A tecnologia foi desenvolvida na década de 1950 para uso em
programas espaciais, mas ninguém havia conseguido até agora aproveitar o
fenômeno da emissão termiônica para que a tecnologia pudesse ser aplicada à
produção de eletricidade industrial.
"Os conversores termoiônicos
poderiam não só ajudar a tornar as centrais elétricas mais eficientes e,
portanto, ter um menor impacto ambiental, mas também poderiam ser aplicados em
sistemas distribuídos, como as células solares. No futuro, prevemos que seja
possível gerar de 1 a 2 kW de eletricidade a partir de caldeiras de água, o que
poderia parcialmente alimentar a sua casa," disse Yuan.
O CET é composto por dois
eletrodos, um emissor e outro coletor, separados por um pequeno espaço sob
vácuo. A equipe substituiu o tungstênio tradicionalmente usado no coletor por grafeno.
Foi o suficiente para tornar o
conversor 6,7 vezes mais eficiente na conversão de calor em eletricidade a
1.000º C - sua eficiência na conversão de energia é de 9,8%.
Trabalho a fazer
A tecnologia, contudo, ainda não
está pronta para ser usada em usinas geradoras de energia ou nas casas - o
protótipo não funciona em ambiente normal, devido à necessidade do vácuo entre
as camadas. A equipe já está trabalhando para colocá-lo em um pacote fechado a
vácuo para testar a confiabilidade e a eficiência da tecnologia em aplicações
reais.
"Este protótipo é apenas o
primeiro passo - há muito mais a fazer," disse o professor Yuan. "Mas
nossos resultados até agora são promissores e refletem um casamento feliz entre
a moderna ciência dos materiais e uma tecnologia de energia antiquada, que
fornece uma rota para relançar o campo da conversão de energia
termoiônica".
Bibliografia:
Back-gated graphene anode for more efficient thermionic energy converters
Hongyuan Yuan, Daniel C. Riley, Zhi-Xun Shen, Piero A. Pianetta, Nicholas A. Melosh, Roger T. Howe Nano Energy - Vol.: 32, February 2017, Pages 67-72 - DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.12.0
Back-gated graphene anode for more efficient thermionic energy converters
Hongyuan Yuan, Daniel C. Riley, Zhi-Xun Shen, Piero A. Pianetta, Nicholas A. Melosh, Roger T. Howe Nano Energy - Vol.: 32, February 2017, Pages 67-72 - DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.12.0
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