Físicos criam circuito com grafeno que gera energia limpa e ilimitada

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Um grupo de fsicos da Universidade do Arkansas (UA), nos Estados Unidos, desenvolveu um circuito capaz de capturar o movimento trmico do grafeno para convert-lo em eletricidade. “Um circuito de coleta de energia baseado em grafeno poderia ser incorporado em um chip para fornecer energia limpa, ilimitada e de baixa voltagem para pequenos dispositivos ou sensores”, explicou Paul Thibado, professor de Fsica e pesquisador-chefe do estudo.

A descoberta, publicada na revista cientfica Physical Review E, chegou para comprovar a teoria que o mesmo grupo de fsicos desenvolveu h trs anos de que o grafeno independente ondula e se deforma a fim de possibilitar a captao de energia.

O grafeno, que ganhou fama no Brasil aps comentrios do presidente Jair Bolsonaro, um material cristalino extremamente fino formado por tomos de carbono e com alto poder de conduo. Por suas propriedades fsicas revolucionrios, tido como o futuro da tecnologia.

Ainda assim, a ideia de gerar energia a partir do grafeno controversa, visto que refuta a popular afirmao do fsico Richard Feynman de que o movimento trmico dos tomos, conhecido como movimento browniano, no funciona para gerar energia. No entanto, o grupo liderado por Thibado descobriu que, se em temperatura ambiente, o movimento trmico do grafeno induz uma corrente alternada (CA) em um circuito, algo considerado impossvel at ento.

Reprodu

Ilustrao que representa a estrutura do grafeno em tamanho ampliado. Imagem:Rost9/Shutterstock

A ideia de que isso nunca aconteceria era to forte que, nos anos 1950, o fsico Lon Brillouin publicou um artigo de referncia refutando a teoria de que adicionar um nico diodo a um circuito a soluo para coletar energia do movimento browniano. Pensando nisso, o grupo da UA construiu um circuito com dois diodos para converter CA em corrente contnua (CC). Com os diodos em oposio, permitindo que a corrente flua para os dois lados, os diodos fornecem caminhos separados atravs do circuito, produzindo uma CC pulsante.

“Ns tambm descobrimos que o comportamento tipo interruptor dos diodos na verdade amplifica a potncia fornecida, ao invs de reduzi-la, como se pensava anteriormente”, disse Thibado. “A taxa de variao da resistncia fornecida pelos diodos adiciona um fator extra potncia.” Alm disso, o grupo utilizou um campo relativamente novo da fsica para entender uma teoria antiga, os quais, juntos, puderam provar que os diodos aumentam a potncia do circuito. “Para provar este aumento de poder, ns nos baseamos no campo emergente da termodinmica estocstica e estendemos a famosa teoria de Nyquist, quase centenria”, afirmou Pradeep Kumar, professor de Fsica e coautor do estudo.

Os fsicos tambm descobriram que o movimento relativamente lento do grafeno induz corrente no circuito em baixas frequncias, o que importante do ponto de vista tecnolgico porque a eletrnica funciona com mais eficincia em frequncias mais baixas.

Agora, o prximo objetivo da equipe determinar se a CC pode ser armazenada em um capacitor para uso posterior. Se milhes desses minsculos circuitos pudessem ser construdos em um chip de milmetro por milmetro, ento poderiam funcionar como substitutos a baterias de baixa potncia.

Via: Phys.org





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