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Vapor de água pode ser fonte surpreendente de energia renovável

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Os recursos de energia renovável não são apenas uma oportunidade, eles agora são parte da necessidade de novos métodos que os cientistas em todo o mundo estão trabalhando arduamente para encontrar.

Um método potencialmente novo, que pode ser obtido de uma fonte abundante, é descrito em um estudo da Universidade de Tel Aviv que descobriu que o vapor d'água na atmosfera pode servir como uma fonte potencial de energia renovável em um futuro próximo.

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Capitalizando fenômenos que ocorrem naturalmente

Publicado em 6 de maio de 2020 emRelatórios Científicos, a pesquisa se baseia na descoberta de que a eletricidade se materializa na interação entre as moléculas de água e as superfícies metálicas.

Liderada pelo Prof. Colin Price em colaboração com o Prof. Hadas Saaroni e a estudante de doutorado Judi Lax, todos da Escola Porter de Ciências do Meio Ambiente e da Terra da TAU, uma equipe começou a produzir uma minúscula bateria de baixa tensão que utilizava apenas a umidade do ar .

"Procuramos capitalizar sobre um fenômeno que ocorre naturalmente: eletricidade da água", explicou o Prof. Price em um comunicado à imprensa.

“A eletricidade nas tempestades é gerada apenas pela água em suas diferentes fases - vapor d'água, gotículas de água e gelo”, continuou ele. "Vinte minutos de desenvolvimento da nuvem é como passamos de gotículas de água a enormes descargas elétricas - relâmpagos - com cerca de 800 metros de comprimento."

O objetivo dos pesquisadores não era criar uma grande descarga elétrica, mas, ao contrário, ver se sua pequena bateria poderia ser carregada por vapor d'água no ar - eles conseguiram.

Com base em observações antigas

A pesquisa baseia-se nos resultados de observações e descobertas anteriores: no século XIX, o físico inglês Michael Faraday observou que gotículas de água podiam carregar superfícies de metal devido ao atrito entre os dois; um estudo mais recente, entretanto, mostrou que certos metais acumulam espontaneamente uma carga elétrica se forem expostos à umidade.

Para testar a bateria, os pesquisadores realizaram um experimento para determinar a tensão entre dois metais diferentes expostos a grandes quantidades de umidade - um desses metais estava aterrado.

"Descobrimos que não havia tensão entre eles quando o ar estava seco", explica o Prof. Price.

"Mas, uma vez que a umidade relativa do ar subiu acima de 60%, uma tensão começou a se desenvolver entre as duas superfícies de metal isoladas. Quando reduzimos o nível de umidade para menos de 60%, a tensão desapareceu. vi os mesmos resultados. "

"A água é uma molécula muito especial. Durante as colisões moleculares, ela pode transferir uma carga elétrica de uma molécula para a outra. Por meio do atrito, ela pode construir uma espécie de eletricidade estática", continuou o professor Price. "Tentamos reproduzir a eletricidade em laboratório e descobrimos que diferentes superfícies de metal isoladas acumularão diferentes quantidades de carga do vapor de água na atmosfera, mas apenas se a umidade relativa do ar estiver acima de 60%."

Energia renovável para países em desenvolvimento

É importante ressaltar que as condições descritas no estudo são vistas quase diariamente em muitos países: "isso ocorre quase todos os dias no verão em Israel e todos os dias na maioria dos países tropicais", explicou o Prof. Price.

O estudo desafia as idéias estabelecidas sobre o potencial de uso da umidade como fonte de energia. A equipe de pesquisadores mostrou que o ar úmido pode ser usado para carregar superfícies com tensões de aproximadamente um volt. Além do mais, o método pode ser usado como um meio valioso para levar eletricidade a áreas remotas e pobres que estão fora da rede.

“Se uma bateria AA tem 1,5 V, pode haver uma aplicação prática no futuro: desenvolver baterias que possam ser carregadas a partir do vapor d'água do ar”, acrescenta o Prof. Price.

“Os resultados podem ser particularmente importantes como fonte renovável de energia em países em desenvolvimento, onde muitas comunidades ainda não têm acesso à eletricidade, mas a umidade está constantemente em torno de 60%”, conclui o Prof. Price.


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