1894: Algumas rochas são painéis solares naturais (e convertem luz em electricidade)

CIÊNCIA

We travel the world / Flickr

Antes de os humanos construírem células solares para transformar a luz em electricidade – e talvez até antes de as plantas a armazenarem como energia química – as rochas já faziam isso.

Os primeiros exemplos de conversão natural, mas não biológica, de luz em electricidade foram encontrados, e parece que é realmente comum, a ocorrer em revestimentos de superfície de rochas encontradas em desertos chineses. O processo pode até desempenhar um papel importante em tornar a Terra habitável.

Muitas rochas do deserto têm revestimentos finos de ferro e manganês. Ao examinar amostras do deserto de Gobi sob luz forte, Anhuai Lu, da Universidade de Pequim, encontrou correntes eléctricas na superfície, mas apenas nas proximidades de depósitos destes metais.

Quanto mais fraca a luz, menos corrente, demonstrando que os revestimentos estão a transformar os fotões em electrões em movimento. Os revestimentos também são bastante estáveis, por isso a geração provavelmente dura o dia todo.

No entanto, não se poderia carregar o telefone nas pedras se estivesse preso no deserto com uma bateria descarregada. As correntes são minúsculas, relata Lu na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, mesmo quando as rochas são expostas a uma luz várias vezes mais potente que o sol.

Menos de um em 10 mil dos fotões na luz do sol são convertidos em electrões móveis pelos revestimentos ricos em manganês. Isto compara-se às células solares comerciais, que chegam perto de 100% nos comprimentos de onda correctos.

Por outro lado, se os vernizes cobrem grande parte dos 35 milhões de quilómetros quadrados de desertos em todo o mundo, isto poderia ter efeitos cumulativos substanciais. Os seres humanos podem não ter como aproveitar este recurso, mas as bactérias foto-electrotróficas são uma questão diferente.

Outros investigadores estimularam o crescimento de certas bactérias usando minerais que convertem a luz solar em electricidade. Há sempre uma esperança de que descobertas como esta possam levar à busca de melhores painéis solares por caminhos novos e melhores.

Essa pode ser uma esperança vã, dada a baixa eficiência, mas as descobertas podem ter outros usos. Algumas das bactérias que Lu acha que se estão a alimentar dessas correntes extraem dióxido de carbono do ar e transformam-no em acetato.

Lu descobriu que as concentrações de manganês podem ser cem vezes maiores do que as do corpo da rocha, mas apenas nas superfícies expostas à luz solar. Experiências mostraram que revestimentos ricos em manganês crescem rapidamente sob forte luz visível ou ultravioleta, mas lentamente na sombra.

Os revestimentos ricos em manganês têm potencial químico suficiente para converter água em oxigénio, embora não se saiba o quão significativo é.

ZAP // IFL Science

Por ZAP
27 Abril, 2019

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994: Eugenia Kalnay sonha com o plano que põe fim à expansão do deserto do Sahara

CIÊNCIA

Luca Galuzzi – www.galuzzi.it / wikimedia
Deserto do Sahara na Líbia

O deserto do Sahara está a expandir-se, uma tendência que se tem verificado, pelo menos, há um século. Apesar de ser um fenómeno aparentemente impossível de parar, nada impediu um grupo de cientistas de sonhar com uma solução.

A solução proposta baseia-se num grande esquema que envolve cobrir vastas áreas do deserto do Sahara com painéis solares e moinhos de vento. Eugenia Kalnay, cientista atmosférica da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, pensa nesta ideia há já uma década. O artigo científico foi publicado no dia 7 de Setembro na revista Science.

O seu conselheiro académico no MIT, Jule Charney foi um dos primeiros a descrever o ciclo vicioso que pode levar à desertificação. Com a seca, a vegetação verde desaparece e a sujeira clara que permanece reflecte mais o sol.

Isso faz com que a superfície da Terra arrefeça o que, por sua vez, significa que há menos calor a levar o ar até níveis mais altos e mais frios da atmosfera – processo que, normalmente, produz a precipitação. Assim, há menos chuva e, consequentemente, mais vegetação prejudicada.

Kalnay queria encontrar uma forma de recuperar as correntes atmosféricas. “Ocorreu-me que o mesmo ciclo resultaria no caminho oposto, o que faria aumentar a precipitação e, consequentemente, a vegetação”. Foi então que a cientista pensou em painéis solares. Como são escuros, os painéis não reflectem a luz solar, o que poderia ajudar a aquecer a superfície e a recuperar as correntes de ar que trazem a chuva.

Assim, a investigadora criou uma simulação de computador de um deserto Sahara sobrenatural, onde cerca de 20% da terra está coberta de painéis solares. O modelo transformou ainda o deserto num gigantesco parque eólico, coberto de turbinas, que, segundo a cientista, poderiam ajudar a impulsionar as correntes de ar.

Para surpresa de Kalnay, a simulação resultou: mostrou que as chuvas aumentaram o suficiente para trazer de volta a vegetação. “É maravilhoso”, comenta a investigadora. “Ficamos muito felizes porque parece ser uma solução muito importante para alguns dos problemas que temos.”

Segundo o NPR, a fazenda super solar que Kalnay idealizou é enorme e capaz de gerar quatro vezes mais electricidade do que a que todo o planeta consome actualmente. Confrontada com o facto de o seu cenário se assemelhar a um filme de ficção científica, a cientista atirou: “Seria ficção científica se a tecnologia não estivesse disponível.”

Para Kalnay, alguns milhares de milhões de painéis solares não é nada de inexequível. Ainda que alguns cientistas estejam a ponderar a possibilidade de serem construídas grandes fazendas solares no Sahara, nada se assemelha ao cenário que Kalnay simulou.

ZAP //

Por ZAP
11 Setembro, 2018

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