Pesquisadores na Suíça estão estudando a possibilidade de utilizar o calor do sol para fundir aço e cozinhar cimento — uma alternativa mais sustentável em comparação à queima de combustíveis fósseis.
Em um novo estudo, publicado nesta quarta-feira (15) na revista Device, mostra-se que o uso do quartzo sintético para reter energia solar em temperaturas acima de 1.000°C é um método potencial no fornecimento de energia limpa para indústrias intensivas em carbono.
Dentre os materiais que necessitam de temperaturas acima de 1.000°C para sua fabricação, estão o vidro, aço, cimento e cerâmica — essenciais para a construção de diversas coisas, desde motores de automóveis até arranha-céus.
Essas indústrias respondem por cerca de 25% do consumo global de energia.
Segundo o estudo, o uso de energia solar é uma alternativa atraente, mas os conversores solares atuais apresentam baixo desempenho e custos elevados quando são necessárias temperaturas de processo acima de 1.000°C.
"Neste trabalho, mostramos como o efeito de armadilha térmica, acionado pela exposição de materiais semitransparentes comuns (por exemplo, quartzo e água) à radiação solar, pode aumentar a viabilidade de receptores solares, suprimindo as perdas radiativas em altas temperaturas", diz o estudo.
Experimento
Para aumentar a eficiência dos receptores solares, Casati recorreu a materiais semitransparentes como o quartzo, que pode reter a luz solar – um fenômeno chamado efeito de armadilha térmica.
Os pesquisadores criaram então um dispositivo de retenção térmica anexando uma haste de quartzo sintético a um disco de silício opaco como absorvedor de energia. Quando expuseram o dispositivo a um fluxo de energia equivalente à luz proveniente de 136 sóis, a placa absorvedora atingiu 1.050°C (1.922°F), enquanto a outra extremidade da haste de quartzo permaneceu a 600°C (1.112°F).
“Pesquisas anteriores só conseguiram demonstrar o efeito da armadilha térmica até 170°C. Nossa pesquisa mostrou que a retenção térmica solar funciona não apenas em baixas temperaturas, mas bem acima de 1.000°C. Isto é crucial para mostrar o seu potencial para aplicações industriais no mundo real", disse o autor do estudo correspondente Emiliano Casati da ETH Zurique, em entrevista ao EurekaAlert.
