Ondas térmicas prometem nova forma de produzir energia em nanotubos

Fenômeno até então desconhecido provoca ondas poderosas que podem ser transportadas através de fios minúsculos conhecidos.

taniager

11 Março 2010 | 17h41

Ilustração de nanotubo de carbono que, revestido por uma camada de combustível, pode produzir uma onda muito rápida de energia ao ser inflamado. Deste modo o calor viaja ao longo de toda a extensão do tubo. (Gráfico: Christine Daniloff)

Ilustração de nanotubo de carbono que, revestido por uma camada de combustível, pode produzir uma onda muito rápida de energia ao ser inflamado. Deste modo, o calor viaja ao longo de toda a extensão do tubo. (Gráfico: Christine Daniloff)

Uma equipe de cientistas do Massachusetts Institute of Technology  (MIT), EUA, descobriu um fenômeno até então desconhecido que provoca ondas poderosas de energia, as quais podem ser orientadas através de fios minúsculos conhecidos como nanotubos de carbono. Descrito como ondas termoelétricas, o fenômeno inaugura um novo campo de pesquisa na área de energia. Em artigo publicado na revista Nature Materials em 7 de março deste ano, os pesquisadores argumentam que a descoberta pode levar a uma nova forma de produzir eletricidade.

A onda térmica – pulsos de calor em movimento – viajando ao longo de um fio microscópico pode conduzir elétrons, criando uma corrente elétrica, da mesma forma que as ondas do mar impelem destroços flutuantes ao longo da superfície do oceano.

O ingrediente fundamental na receita são os nanotubos de carbono – tubos ocos submicroscópicos de átomos de carbono unidos em forma de rede como em uma tela de galinheiro. Estes tubos, apenas alguns bilionésimos de um metro (nanômetros) de diâmetro, são parte de uma família de novas moléculas de carbono, incluindo buckyballs (bolas de moléculas de carbono) e folhas de grafeno (folha plana de átomos de carbono densamente compactados e com espessura de apenas um átomo) que têm sido objeto de intensa investigação a nível mundial nas últimas duas décadas.

Entendendo melhor o fenômeno

Nos novos experimentos, cada um dos nanotubos, condutores de eletricidade e energia térmica, foi revestido com uma camada de um combustível reativo que pode produzir calor pela decomposição. Este combustível foi então inflamado em uma das extremidades do nanotubo por um feixe de laser ou uma centelha de alta tensão. O resultado foi uma onda térmica veloz viajando ao longo do comprimento do nanotubo de carbono como uma chama que percorre o comprimento de um pavio aceso. O calor do combustível migra para o nanotubo, onde ele viaja milhares de vezes mais rápido do que no próprio combustível. Como o calor alimenta a volta ao combustível de revestimento, uma onda térmica é criada e guiada ao longo do nanotubo. Com uma temperatura de 3 mil graus Kelvin, a velocidade desta onda térmica ao longo do tubo é 10 mil vezes mais rápida que a propagação normal da reação química. Verificou-se também que o aquecimento produzido pela combustão leva os elétrons ao longo do tubo, criando uma corrente elétrica substancial.

Os pesquisadores do MIT, liderados pelo autor da descoberta, o estudante de doutorado em engenharia mecânica Wonjoon Choi, explicam que após um intenso desenvolvimento, o sistema agora produz uma energia, em proporção ao seu tamanho, 100 vezes maior do que o tamanho de uma bateria de lítio.

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