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Energia e Meio Ambiente

Gerador de vapor solar - usando plástico bolha!

Gerador de vapor solar - usando plástico bolha!



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Quando você olha para o plástico-bolha, o que você vê? Vários minutos perdidos de estalos satisfatórios? Em combinação com um material poroso inteligente, este item de uso diário pode gerar vapor a partir da luz do sol ambiente!

[Fonte da imagem:MIT - Jeremy Cho]

Chamado de gerador de vapor solar, um novo dispositivo é capaz de converter 20% da luz solar disponível em vapor. A capacidade de converter a luz solar ambiente em condições nubladas em energia térmica utilizável é um desenvolvimento estimulante pela colaboração de equipes de pesquisa do MIT e do Instituto Masdar.

Este projeto utiliza um material semelhante a uma esponja desenvolvido pela equipe em 2014: uma estrutura porosa de flocos de grafite e espuma de carbono. O material grafítico aqueceu em pontos localizados, puxando e evaporando água nos poros da estrutura.

Usando um absorvedor espectralmente seletivo, como o usado em aquecedores solares de água, os pesquisadores conseguiram absorver apenas a radiação eletromagnética visível, sem perdas por radiação infravermelha. O revestimento de uma folha de cobre com o absorvedor produziu um material absorvente de luz solar eficaz, que transferiu a energia térmica para a espuma. No entanto, enquanto o absorvedor espectralmente seletivo administrou bem as perdas de radiação, a equipe registrou as perdas de calor por convecção da superfície.

Na busca de uma solução para o problema da convecção, um dos principais pesquisadores inspirou-se em uma nova origem: o projeto de sua filha para a feira de ciências. O projeto da estufa que ela construiu compreendia materiais básicos, incluindo plástico-bolha. Seu pai, o professor Gang Chen, do MIT, disse: 'Ela era capaz de aquecê-lo a 160 graus Fahrenheit, no inverno! Foi muito eficaz. '

Permitindo a passagem da luz solar, o ar preso dentro das bolhas de materiais isola contra as perdas de calor por convecção.

“Eu estava muito cético em relação à ideia no início”, disse o pesquisador principal, o estudante de graduação George Ni. 'Achei que não era um material de alto desempenho. Mas tentamos o plástico-bolha mais transparente com bolhas maiores para mais efeito de aprisionamento de ar, e descobrimos que funciona. Agora, por causa deste plástico-bolha, não precisamos de espelhos para concentrar o sol. '

[Fonte da imagem:MIT - George Ni]

O uso de materiais baratos e facilmente acessíveis abre mais possibilidades para aplicações práticas da tecnologia. O professor Tao Deng, da Shanghai Jiao Tong University, comentou sobre a pesquisa da equipe do MIT-Masdar:

'Este dispositivo oferece um paradigma de design totalmente novo para a geração de vapor solar. Ele elimina a necessidade do caro concentrador óptico, que é uma vantagem chave para reduzir o custo do sistema de geração de vapor solar. Certamente, o uso inteligente do plástico bolha e do absorvedor seletivo disponível comercialmente também ajuda a suprimir a perda de calor por convecção e radiação, ambos os quais não apenas melhoram a eficiência da coleta solar, mas também reduzem ainda mais o custo do sistema. '

Os pesquisadores Chen e Ni veem seu projeto como uma alternativa barata às tecnologias de grande escala usadas na dessalinização e tratamento de águas residuais. Embora os dispositivos de concentração óptica tradicionais tenham uma vida útil relativamente longa (10-20 anos), eles são caros em termos de materiais e manutenção. Este gerador de vapor solar operaria apenas um décimo desse tempo.

'Mesmo assim, o custo é bastante competitivo', disse Ni. 'É uma abordagem diferente, onde antes, as pessoas trabalhavam com alta tecnologia e longo prazo [absorvedores solares]. Estamos trabalhando com baixa tecnologia e curto prazo. '

O professor assistente TieJun Zhang, do Instituto Masdar, disse: 'O que nos fascina é a ideia inovadora por trás deste dispositivo barato, onde criamos este dispositivo de forma criativa com base no conhecimento básico de capilaridade e radiação térmica solar. Enquanto isso, estamos ansiosos para continuar investigando a complicada física da geração de vapor solar e para descobrir novos conhecimentos para a comunidade científica. ”

A equipe publicou recentemente suas descobertas na Nature Energy,

VEJA TAMBÉM: Células solares que podem gerar energia a partir da chuva

Através da:MIT

Escrito por Jody Binns


Assista o vídeo: Como Funciona um Sistema de Energia Solar Off Grid