Bateria de grafeno coleta energia termal do ambiente

Com informações da PhysicsWorld - 13/03/2012

Diagrama da célula termal de grafeno, que captura energia térmica do ambiente continuamente, sem nenhum recarregamento. [Imagem: Zihan Xu] 

Coletor de energia do calor

Cientistas da Universidade Politécnica de Hong Kong afirmam que ter inventado um novo tipo de gerador/coletor de energia que depende unicamente do calor ambiente para funcionar.
Embora o chamem de "bateria", os cientistas afirmam que seu dispositivo captura a energia termal de íons em uma solução e a converte em eletricidade - sem a necessidade de nenhum tipo de recarregamento.
A invenção poderá ser útil em uma série de dispositivos de colheita de energia, como a alimentação de implantes médicos ou de equipamentos portáteis, usando como fonte de energia o calor do corpo.
Mas, se a descoberta for confirmada, não parecem haver motivos que impeça que ela seja usada em larga escala, para a criação de fontes de energia ambientalmente amigáveis.
Energia dos íons
Quando em solução aquosa, a temperatura e pressão ambientes, os íons viajam a centenas de metros por segundo.
Isso significa que a energia termal desses íons pode atingir vários kilojoules por quilograma por grau de temperatura.
Mas têm sido poucas as pesquisas que tentam capturar essa energia e aproveitá-la de forma útil - transformando-a em eletricidade, por exemplo.
Zihan Xu e seus colegas afirmam ter conseguido isto conectando eletrodos de ouro e prata a uma tira de grafeno.
Eles relatam que seis dessas células colocadas em uma solução de íons de cloreto de cobre produzem uma tensão de até 2 Volts.
Isso é suficiente para acender um LED, o que é impressionante dadas as dimensões envolvidas.

Apenas seis células do coletor/gerador termal são suficiente para alimentar um LED. [Imagem: Zihan Xu]

Gerador contínuo
Mais impressionante ainda é o fato de que nem a solução de cloreto de cobre, assim como nenhum outro componente da bateria/gerador precisa ser substituído e nem recarregado.
Ao contrário das baterias de íons de lítio, que convertem a energia química em eletricidade, e precisam ser recarregadas, essa bateria/gerador de grafeno só depende do calor do ambiente para funcionar.
"A saída de nosso dispositivo é contínua, e ele funciona unicamente coletando a energia termal do entorno dos íons de cloreto de cobre. Ou seja, em teoria, ele funciona de forma ilimitada," disse Xu.
Célula termal de grafeno
Sendo assim, o aparelho funcionaria de forma mais parecida com uma célula solar, com a diferença que coleta a energia térmica, em vez da energia luminosa.
Os íons de cobre colidem continuamente com a fita de grafeno, deslocando seus elétrons.
Esses elétrons podem se combinar com os íons de cobre ou viajar através da fita de grafeno e sair pelos eletrodos, gerando a saída elétrica.
Esse é, na verdade, o caminho preferido dos elétrons, já que eles podem viajar muito mais rapidamente pelo grafeno do que pela solução iônica.
E o grafeno parece ser a parte essencial desse gerador/coletor de energia, já que experimentos com grafite e filmes de nanotubos de carbono não apresentaram os mesmos resultados.
O artigo descrevendo a descoberta ainda não foi publicado por uma revista científica, o que significa que esse novo gerador/coletor de energia termal ainda precisa de revisão e confirmação por outros cientistas.
Bibliografia:

Self-Charged Graphene Battery Harvests Electricity from Thermal Energy of the Environment
Zihan Xu, Guoan Tai, Yungang Zhou, Fei Gao, Kim Hung Wong
http://arxiv.org/abs/1203.0161