Descoberta nova técnica de termossolar para produzir hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/08/2013

O formato de usina termossolar já é bem conhecido - as diferenças estão no que ocorre no interior da torre. [Imagem: University of Colorado]

 

Usina termossolar

Acaba de ser descoberta uma técnica radicalmente nova na chamada fotossíntese artificial, o uso da energia solar para a produção do combustível hidrogênio.

A nova técnica usa o calor do Sol para separar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio, abrindo o caminho para o uso do hidrogênio como combustível - um combustível limpo e "verde".

Tudo começa com um formato de usina termossolar já bem conhecido, no qual a luz é concentrada por espelhos em um ponto focal único no topo de uma torre central.

A torre recolhe o calor gerado pelo sistema de espelhos, que chega a 1.350 graus Celsius.

 

Óxidos metálicos

É aí que começam as diferenças com as usinas termossolares atuais, que usam o calor para produzir vapor, vapor este que gira turbinas para produz eletricidade.

No novo esquema, o calor é direcionado para um reator que contém compostos químicos conhecidos como óxidos metálicos.

Quando um óxido metálico se aquece, ele libera átomos de oxigênio, alterando sua composição e fazendo com que o composto recém-formado procure novos átomos de oxigênio.

A equipe demonstrou que a adição de vapor ao sistema - que pode ser produzido por ebulição da água no próprio reator - faz com que as moléculas de oxigênio da água procurem a superfície do óxido metálico, liberando moléculas de hidrogênio, que podem ser então coletadas na forma de gás.

"Nós projetamos algo que é muito diferente de outros métodos e, francamente, algo que ninguém antes pensou que fosse possível," disse Alan Weimer, da Universidade do Colorado, nos Estados Unidos. "A divisão de água com a luz solar é o Santo Graal de uma economia do hidrogênio sustentável."

 

Reações a mesma temperatura

Uma das principais diferenças entre o novo método e as técnicas já existentes para quebrar as moléculas de água é a capacidade de fazer duas reações químicas à mesma temperatura.

A teoria convencional sustenta que a produção de hidrogênio por meio do processo de óxidos de metal requer o aquecimento do reator a uma temperatura elevada para a remoção do oxigênio e, em seguida, seu resfriamento até uma temperatura mais baixa antes de se injetar o vapor para reoxidar o composto, de forma a liberar o hidrogênio.

"Uma das maiores inovações do nosso sistema é que não há qualquer oscilação na temperatura. Todo o processo é feito simplesmente virando a válvula de vapor para ligada ou desligada," acrescentou Charles Musgrave, coautor do estudo.

"Quando vimos que poderíamos usar este método mais simples e mais eficaz, foi necessário mudar nosso modo de pensar," confessa Weimer. "Nós tivemos que desenvolver uma teoria para explicá-lo e torná-lo crível e compreensível para outros cientistas e engenheiros."

 

Bibliografia:
Efficient Generation of H2 by Splitting Water with an Isothermal Redox Cycle
Christopher L. Muhich, Brian W. Evanko, Kayla C. Weston, Paul Lichty, Xinhua Liang, Janna Martinek, Charles B. Musgrave, Alan W. Weimer
Science
Vol.: 341 - 540-541
DOI: 10.1126/science.1239454

Ônibus elétricos sem fios começam a rodar na Coreia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/08/2013

Apenas entre 5% e 15% da estrada é realmente eletrificada, dependendo da exigência de potência dos motores - nesta foto um dos OLEVs roda na estrada de testes dentro do instituto. [Imagem: KAIST]

 

Eletricidade sem fios

Os primeiros ônibus elétricos sem fios estão saindo dos laboratórios na Coreia do Sul.

Depois de testados no campus do Instituto KAIST, os ônibus ganharam uma "estrada eletrificada" para rodar por um trecho de 24 quilômetros, transportando passageiros na cidade de Gumi.

A grande novidade é que os ônibus elétricos não precisam parar para recarregar suas baterias - a energia elétrica é suprida continuamente pelo ar, por meio de um campo magnético criado por cabos instalados sob o asfalto.

A tecnologia, batizada de OLEV (On-line Electric Vehicle), também já está sendo testada em trens elétricos sem fios.

Cada OLEV - serão dois nesta fase dos testes - receberá cerca de 100 kW (136 HP) a uma frequência de 20 kHz. Segundo os engenheiros do KAIST, a eficiência na transmissão da energia da estrada eletrificada para os ônibus é de 85%.

Para manter as baterias dos ônibus elétricos sem fios carregadas não é preciso colocar cabos na estrada toda - é suficiente fornecer energia entre 5% e 15% do percurso, dependendo das paradas e das inclinações da via.

 

A prefeitura de Gumi já encomendou 10 novos ônibus elétricos sem fios, que deverão começar a rodar até 2015. [Imagem: KAIST]

 

Estrada semi-eletrificada

A transmissão da eletricidade sem fios emprega uma técnica chamada SMFIR - Shaped Magnetic Field in Resonance, campo magnético formatado em ressonância, em tradução livre.

Cabos enterrados sob o asfalto criam um campo magnético que é captado por bobinas instaladas na base dos OLEVs. As bobinas convertem esses campos magnéticos em eletricidade.

Um sistema de sensores detecta a passagem dos ônibus, só então energizando os cabos, evitando o desperdício de energia e a indução dos campos magnéticos sob os carros comuns. Mesmo assim, os campos magnéticos gerados ficam dentro das normas internacionais para a saúde humana (62,5 mG).

A prefeitura de Gumi já encomendou 10 novos ônibus elétricos sem fios, que deverão começar a rodar até 2015.

A Alemanha também já apresentou o seu ônibus elétrico, que também dispensa os trilhos e os cabos dos trólebus, mas ainda depende do sistema tradicional de recarga das baterias.