O calor irradiado pelo seu computador ou celular não é apenas uma consequência normal do uso desses aparelhos. Trata-se de energia em estado bruto desperdiçada pelos dispositivos, um fenômeno que não é exclusividade dos aparelhos de uso doméstico. Esse desperdício acontece em grande parte do maquinário contemporâneo, especialmente na indústria e nos transportes.
No caso dos automóveis, mesmo com os avanços tecnológicos estima-se que 60% da eficiência de combustível seja perdida devido a esse efeito, conhecido como produção de calor residual, um dos grandes responsáveis pela poluição e pelo aquecimento global.
Mas seria possível capturar o calor e convertê-lo em energia elétrica? Pesquisadores da área de geração de energia termoelétrica dizem que sim. O desafio é encontrar formas economicamente interessantes de transformar esse desperdício em energia.
Geradores termoelétricos
A termoeletricidade é uma área ativa de pesquisa, particularmente entre empresas automobilísticas como a BMW e a Audi. No entanto, até o momento, o custo de conversão de calor em eletricidade mostrou-se mais caro do que a própria eletricidade.
Por enquanto, os geradores termoelétricos são uma raridade, usados principalmente em aplicações de nicho, como sondas espaciais, onde o reabastecimento não é uma possibilidade.
Na física de partículas, spin é uma forma intrínseca de momento angular carregado por partículas elementares, partículas compostas (hádrons) e núcleos atômicos. Por intermédio de um mecanismo conhecido como o efeito Spin Hall, foi demonstrado que uma tensão pode ser gerada pelo aproveitamento de diferenças em populações de spin em um contato de metal ligado a um material ferromagnético. Primeiro demonstrado experimentalmente por pesquisadores japoneses em 2008, a ideia percorreu a ciência dos materiais por um tempo, mas ainda não encontrou uma utilidade prática.
Óxidos de cobalto
Os pesquisadores afirmam que o óxido de cobalto é o material certo para aproveitar o efeito do calor residual para a produção de energia.
Os óxidos de cobalto são compostos inorgânicos usados na indústria de cerâmica para criar esmaltes de cor azul, e em tecnologias de separação de água que possuem a capacidade única de aceitar cátions de metais na transição de substitutos, o que permite que sejam misturados com níquel, cobre, manganês ou zinco. Estes metais têm propriedades magnéticas que podem aumentar a separação entre elétrons girando para cima e para baixo, melhorando assim a conversão de calor em eletricidade.
Koneru, juntamente com os alunos de pós-graduação da UTPB Gustavo Damis Resende, Nolan Hines, e um colaborador da Universidade de Virgínia Ocidental, Terence Musho, apresentaram suas descobertas iniciais sobre a capacidade termoelétrica de óxidos de cobalto no Arizona no início do mês passado.
Os pesquisadores estudaram células unitárias de 56 átomos de três configurações de óxido de cobalto, sintonizadas por substituições de níquel e zinco, para obter o melhor desempenho termoelétrico. Suas propriedades fundamentais foram então usadas para realizar os cálculos de carga convencional e de transporte de spin, o que indica aos pesquisadores quão bem uma configuração do óxido de cobalto pode transformar calor em eletricidade.
Usos práticos
De acordo com os pesquisadores, o método desenvolvido nesta pesquisa pode ser aplicado a outros materiais termoelétricos interessantes com propriedades semicondutoras e magnéticas, tornando-o amplamente útil para a comunidade de ciência de materiais.
Isso significa um menor desperdício energético, portanto, redução da nossa pegada ambiental e a aplicação de uma política sustentável aplicável a médio prazo. Um sinal positivo para um futuro mais verde, com tecnologias que maximizam o uso de energia e evitam o desperdício.
