A ciência pode dobrar o dividendo solar

A ciência pode dobrar o dividendo solarv

A luz do sol pode produzir muito mais energia com novas tecnologias. Imagem: Marty Finney on Unsplash

Pesquisadores descobriram três novas maneiras de dobrar o dividendo solar, fazendo com que o sol trabalhe mais e entregue mais à economia renovável.

Um novo material translúcido feito de pouco mais que sílica e ar pode dobrar o dividendo solar, coletando calor solar e elevando a temperatura para 200 ° C, oferecendo novas maneiras de aquecer casas ou alimentar processos industriais.

E outros pesquisadores na mesma cidade dos EUA acreditam que podem estar a caminho de fornecer muito mais eletricidade a partir de células solares. Eles encontraram uma maneira de fazer um único fóton de luz desalojar não um elétron, mas dois.

Uma terceira equipe na Arábia Saudita já mostrou que suas matrizes solares podem não apenas gerar energia elétrica: elas também podem transformar a água do mar em água potável ao mesmo tempo.

Todas as três tecnologias estão na fase de laboratório. Todos os três estão muito longe da exploração comercial em qualquer escala. Mas todas as três são também demonstrações da engenhosidade e imaginação extraordinárias em ação nos laboratórios do mundo, à medida que os cientistas buscam novas maneiras de enfrentar o desafio energético de um mundo com zero carbono e fornecer mais energia sem elevar as temperaturas do planeta a níveis perigosos.

Pesquisadores têm trabalhado em maneiras de transformar o dióxido de carbono de volta em combustível, Para casas quentes e leves com madeira transparente, Para gerar energia a partir de pegadas e para colher energia elétrica da evaporação.

Surto solar

Todas as três últimas reviravoltas exploram a luz do sol de maneiras diferentes e usam novos materiais para aumentar os níveis de eficiência.

Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology reportam no jornal American Chemical Society ACS Nano que eles desenvolveram um material isolante que é 95% translúcido.

Um aerogel é uma espuma feita com sílica e mantida unida não com água, mas com ar. Estes tecidos notáveis ​​existem há décadas - a agência espacial dos EUA A Nasa vem experimentando com eles - e embora essas estruturas improváveis ​​tenham propriedades isolantes incomparáveis, elas até agora tinham uma transparência limitada.

Os pesquisadores desenvolveram uma versão tão leve e tão clara que é praticamente invisível. A luz passa e gera calor - mas o calor não pode escapar, e se acumula em um sistema coletor solar passivo feito de material escuro e absorvente de luz. Um dispositivo de teste no telhado dos edifícios do MIT durante um congelamento no inverno de Massachusetts conseguiu elevar as temperaturas de 220 ° C.

Transgressor

Outros cientistas da mesma instituição relatam na revista Natureza que sua nova célula solar totalmente operacional parece quebrar uma das regras da física: até agora, qualquer célula solar convencional baseada em silício tem sido limitada pela simples aritmética. Leva um fóton de luz para desalojar um elétron e configurar uma corrente.

Por causa disso, a máxima eficiência teórica de uma célula solar é 29.1%. Mas uma equipe especializada do MIT vem experimentando uma nova classe de materiais chamados excitons, tecidos que existem em um estado excitado e permitem que pacotes de energia se propaguem, combinem ou dividam.

E nos últimos experimentos, o revestimento de material de saída, apenas 10 bilionésimos de um metro de espessura, de uma célula de silício absorve um fóton de luz, para formar um exciton que então se divide em dois mais.

O avanço da pesquisa parece simples, mas manteve os cientistas do MIT ocupados por anos antes de encontrar uma maneira de transferir a energia extra para a célula solar de silício, e colocar dois elétrons em movimento a partir de um pacote de luz solar.

“Esta estratégia… tem o potencial de transformar uma usina geradora de eletricidade de outra forma um consumidor de água para um produtor de água doce”

Assim, em teoria, a nova superfície turbinada poderia levar a máxima eficiência de uma célula solar para além de 35%. Na prática, a aplicação comercial pode levar anos.

Mas uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah, na Arábia Saudita, uniu células fotovoltaicas com tecnologia avançada de membrana para resolver dois problemas de uma só vez.

A geração de energia é um processo ávido de água: na Europa e nos EUA, metade do uso de água está a serviço da produção de energia. Dessalinização - o ato de destilar a água doce da salmoura - é uma operação faminta por energia. Nos países árabes, mais de 15% da eletricidade nacional total é consumida pela indústria de água doce.

A equipe baseada na Arábia Saudita relatou Natureza das Comunicações que eles conseguiram combinar duas tecnologias movidas a energia solar em uma operação.

Explorando o calor

Eles projetaram uma unidade de destilação por membrana de três estágios montada na parte traseira de um painel fotovoltaico de forma que o calor normalmente dissipado pelo painel seja usado para evaporar a água. O dispositivo tem toda a eficiência de uma célula solar comercial, mas produz água limpa em uma taxa mais alta do que a maioria dos dispositivos existentes. O truque é explorar o calor normalmente desperdiçado na geração de energia fotovoltaica para gerar uma maneira que exija energia de aumentar o fornecimento de água potável.

Por 2025, dizem os pesquisadores, o mundo estará gerando 969 Gigawatts a partir de células fotovoltaicas espalhadas por 4 bilhões de metros quadrados de terra. Eles assumem que haverá 200 dias a cada ano com níveis adequados de luz solar. Eles fazem o que eles chamam de suposição conservadora de que suas novas matrizes poderiam fornecer água fresca a partir de água salobra, de resíduos ou do mar a uma taxa de 5 quilogramas por metro quadrado por dia.

Em lugares onde o abastecimento de água não é um problema, a água excedente pode ser usada para lavar a poeira dos painéis solares ou irrigar as plantações. Se todos esses painéis solares fossem equipados com o novo suporte de membrana, eles também poderiam produzir 4 bilhões de metros cúbicos de água fresca por dia. Isso é 10% do total de água potável engolida em 2017.

Essa estratégia, dizem os cientistas, tem o potencial de “transformar uma usina geradora de eletricidade de outra forma um consumidor de água em um produtor de água doce”. - Rede de Notícias sobre o Clima

Sobre o autor

Tim Radford, jornalista freelancerTim Radford é um jornalista freelancer. Ele trabalhou para The Guardian para 32 anos, tornando-se (entre outras coisas) editor letras, editor de artes, editor literário e editor de ciência. Ele ganhou o Associação de Escritores científica britânica prêmio para o escritor de ciência do ano quatro vezes. Ele serviu no comitê do Reino Unido para o Década Internacional para Redução de Desastres Naturais. Ele deu palestras sobre ciência e mídia em dezenas de cidades britânicas e estrangeiras. 

Ciência que mudou o mundo: a história não contada da outra revolução dos 1960sReserve por este autor:

Ciência que mudou o mundo: a história não contada da outra revolução dos 1960s
por Tim Radford.

Clique aqui para mais informações e / ou para encomendar este livro na Amazon. (Livro Kindle)

Este artigo apareceu originalmente na rede de notícias do clima

Livros relacionados

Sacrifício: o plano mais abrangente já proposto para reverter o aquecimento global

por Paul Hawken e Tom Steyer
9780143130444Diante do medo generalizado e da apatia, uma coalizão internacional de pesquisadores, profissionais e cientistas se uniu para oferecer um conjunto de soluções realistas e ousadas às mudanças climáticas. Cem técnicas e práticas são descritas aqui - algumas são bem conhecidas; alguns que você pode nunca ter ouvido falar. Eles vão desde a energia limpa até a educação de meninas em países de baixa renda e práticas de uso da terra que tiram carbono do ar. As soluções existem, são economicamente viáveis ​​e as comunidades em todo o mundo estão atualmente aprovando-as com habilidade e determinação. Disponível na Amazon

Projetando Soluções Climáticas: Um Guia de Políticas para Energia de Baixo Carbono

por Hal Harvey, Robbie Orvis e Jeffrey Rissman
1610919564Com os efeitos das mudanças climáticas já sobre nós, a necessidade de cortar as emissões globais de gases de efeito estufa é nada menos que urgente. É um desafio assustador, mas as tecnologias e estratégias para enfrentá-lo existem hoje. Um pequeno conjunto de políticas energéticas, bem elaboradas e implementadas, pode nos colocar no caminho para um futuro de baixo carbono. Os sistemas de energia são grandes e complexos, portanto, a política energética deve ser focada e econômica. Abordagens de tamanho único simplesmente não farão o trabalho. Os formuladores de políticas precisam de um recurso claro e abrangente que descreva as políticas de energia que terão o maior impacto em nosso futuro climático e descreva como projetar bem essas políticas. Disponível na Amazon

Isso muda tudo: Capitalismo contra o The Climate

de Naomi Klein
1451697392In Isso muda tudo Naomi Klein argumenta que a mudança climática não é apenas mais uma questão a ser apresentada entre impostos e assistência médica. É um alarme que nos chama a consertar um sistema econômico que já está falhando de muitas maneiras. Klein explica meticulosamente como a redução massiva de nossas emissões de gases do efeito estufa é nossa melhor chance de reduzir simultaneamente as desigualdades, repensar nossas democracias quebradas e reconstruir nossas economias locais destruídas. Ela expõe o desespero ideológico dos negadores da mudança climática, as ilusões messiânicas dos pretensos geoengenheiros e o trágico derrotismo de muitas iniciativas verdes convencionais. E ela demonstra precisamente por que o mercado não - e não pode - consertar a crise climática, mas, ao contrário, piorará as coisas, com métodos de extração cada vez mais extremos e ecologicamente prejudiciais, acompanhados pelo desenfreado capitalismo de desastre. Disponível na Amazon

Do editor:
As compras na Amazon vão para custear o custo de trazer você InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, e ClimateImpactNews.com sem custo e sem anunciantes que rastreiam seus hábitos de navegação. Mesmo se você clicar em um link, mas não comprar esses produtos selecionados, qualquer outra coisa que você comprar na mesma visita na Amazon nos paga uma pequena comissão. Não há custo adicional para você, então, por favor, contribua para o esforço. Você também pode use este link para usar na Amazon a qualquer momento, para que você possa ajudar nos nossos esforços.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

siga InnerSelf on

facebook íconeícone do twitterícone do YouTubeícone do instagramícone pintrestícone rss

 Receba as últimas por e-mail

Revista Semanal Melhor da Semana

ÚLTIMOS VÍDEOS

A Grande Migração Climática Começou
A Grande Migração Climática Começou
by Super User
A crise climática está forçando milhares de pessoas em todo o mundo a fugir à medida que suas casas se tornam cada vez mais inabitáveis.
A última era glacial diz-nos por que precisamos nos preocupar com uma mudança de temperatura de 2 ℃
A última era glacial diz-nos por que precisamos nos preocupar com uma mudança de temperatura de 2 ℃
by Alan N Williams e outros
O último relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) afirma que, sem uma redução substancial…
A Terra se manteve habitável por bilhões de anos - exatamente como tivemos sorte?
A Terra se manteve habitável por bilhões de anos - exatamente como tivemos sorte?
by Toby Tyrrel
A evolução levou 3 ou 4 bilhões de anos para produzir o Homo sapiens. Se o clima tivesse falhado completamente apenas uma vez ...
Como o mapeamento do clima 12,000 anos atrás pode ajudar a prever futuras mudanças climáticas
Como o mapeamento do clima 12,000 anos atrás pode ajudar a prever futuras mudanças climáticas
by Brice Rea
O fim da última era do gelo, há cerca de 12,000 anos, foi caracterizado por uma fase fria final chamada de Dryas Mais Jovens.…
O Mar Cáspio deve cair 9 metros ou mais neste século
O Mar Cáspio deve cair 9 metros ou mais neste século
by Frank Wesselingh e Matteo Lattuada
Imagine que você está no litoral, olhando para o mar. À sua frente há 100 metros de areia estéril que parece ...
Vênus já foi mais parecido com a Terra, mas a mudança climática a tornou inabitável
Vênus já foi mais parecido com a Terra, mas a mudança climática a tornou inabitável
by Richard Ernst
Podemos aprender muito sobre as mudanças climáticas com Vênus, nosso planeta irmão. Vênus atualmente tem uma temperatura de superfície de ...
Cinco descrenças climáticas: um curso intensivo sobre desinformação climática
As cinco descrenças do clima: um curso intensivo sobre desinformação climática
by John Cook
Este vídeo é um curso intensivo de desinformação climática, resumindo os principais argumentos usados ​​para lançar dúvidas sobre a realidade ...
O Ártico não é tão quente há 3 milhões de anos e isso significa grandes mudanças para o planeta
O Ártico não é tão quente há 3 milhões de anos e isso significa grandes mudanças para o planeta
by Julie Brigham-Grette e Steve Petsch
Todos os anos, a cobertura de gelo do mar no Oceano Ártico encolhe a um ponto baixo em meados de setembro. Este ano mede apenas 1.44 ...

ÚLTIMOS ARTIGOS

energia verde2 3
Quatro oportunidades de hidrogênio verde para o Centro-Oeste
by Christian Tae
Para evitar uma crise climática, o Centro-Oeste, como o resto do país, precisará descarbonizar totalmente sua economia…
ug83qrfw
A Grande Barreira às Necessidades de Resposta à Exigência Acabar
by John Moore, Na Terra
Se os reguladores federais fizerem a coisa certa, os consumidores de eletricidade em todo o Centro-Oeste poderão em breve ganhar dinheiro enquanto…
árvores para plantar para o clima 2
Plante essas árvores para melhorar a vida na cidade
by Mike Williams-Rice
Um novo estudo estabelece carvalhos vivos e plátanos americanos como campeões entre 17 "superárvores" que ajudarão a construir cidades ...
leito do mar do norte
Por que devemos entender a geologia do fundo do mar para aproveitar os ventos
by Natasha Barlow, Professora Associada de Mudança Ambiental Quaternária, University of Leeds
Para qualquer país abençoado com fácil acesso ao Mar do Norte raso e ventoso, o vento offshore será a chave para encontrar a rede ...
3 lições sobre incêndios florestais para cidades florestais enquanto Dixie Fire destrói a histórica Greenville, Califórnia
3 lições sobre incêndios florestais para cidades florestais enquanto Dixie Fire destrói a histórica Greenville, Califórnia
by Bart Johnson, professor de arquitetura paisagística, University of Oregon
Um incêndio florestal queimando em uma floresta quente e seca nas montanhas varreu a cidade da Corrida do Ouro de Greenville, Califórnia, em 4 de agosto…
China pode cumprir as metas de energia e clima que limitam a geração de carvão
China pode cumprir as metas de energia e clima que limitam a geração de carvão
by Alvin Lin
Na Cúpula do Líder sobre o Clima em abril, Xi Jinping prometeu que a China “controlará estritamente a energia movida a carvão ...
Água azul cercada por grama branca morta
Mapa rastreia 30 anos de derretimento de neve extremo nos EUA
by Mikayla Mace-Arizona
Um novo mapa de eventos extremos de degelo nos últimos 30 anos esclarece os processos que levam ao derretimento rápido.
Um avião joga retardador de fogo vermelho em um incêndio florestal enquanto bombeiros estacionados ao longo de uma estrada olham para o céu laranja
O modelo prevê explosão de incêndio em 10 anos e, em seguida, declínio gradual
by Hannah Hickey-U. Washington
Um olhar sobre o futuro de incêndios florestais a longo prazo prevê uma explosão inicial de cerca de uma década de atividade de incêndios florestais, ...

 Receba as últimas por e-mail

Revista Semanal Melhor da Semana

Novas atitudes - Novas possibilidades

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics. com | Innerself Mercado
Copyright © 1985 - 2021 innerself Publications. Todos os direitos reservados.