Um novo e brilhante tipo de tecnologia solar pode fornecer eletricidade e água potável a milhões Trata-se de um dispositivo
compacto que usa o calor perdido pelas células fotovoltaicas para purificar a
água pode um dia mudar a vida de centenas de milhões de pessoas em todo o
mundo.
A nova versão da antiga tecnologia da Universidade de
Ciência e Tecnologia King Abdullah, na Arábia Saudita, promete aliviar as
crescentes pressões nas nossas grandes ameaças do futuro, a água e a energia.
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| Photo shansekala/iStock |
Esses dois recursos que muitos de nós tomamos como
garantidos, são bens escassos a mais de 780 milhões de pessoas em todo o mundo.
A falta de água e eletricidade não só coloca as comunidades em risco de doenças
através da contaminação, como também dificulta o cultivo, a pecuária ou a
manutenção de stocks de alimentos e remédios. Talvez ainda mais importante, é a
relação Catch-22 entre a água potável e a eletricidade, que raramente
consideramos.
O acesso limitado a água minimamente limpa torna impossível
gerar o vapor necessário para produzir energia numa escala apreciável. E sem
uma fonte de energia, pode ser mais difícil descontaminar a água. Campos de
painéis solares podem levar eletricidade a populações em lugares remotos e
secos. Mas limpá-los com água, que é uma boa maneira de mantê-los livres de poeira,
não é fácil em locais tão áridos.
Os investigadores perceberam que poderiam resolver os dois
problemas criando uma célula fotovoltaica que usa a luz solar como meio de
gerar eletricidade e destilar a água. Como era de se esperar, vincular a
energia fotovoltaica à descontaminação da água não é novidade. Uma empresa
norte-americana, chamada Zero Mass Water, usa energia solar para condensar a
água líquida absorvida diretamente da atmosfera, por exemplo.
Para ser útil, no entanto, esses dispositivos precisam ser
compactos e acessíveis, deixando muito espaço para melhorias. Os engenheiros
deste último dispositivo projetaram uma célula para ser eficiente, duplicando
os componentes para destilação sob uma célula fotovoltaica de silício padrão,
de uma maneira que não afeta a produção de energia da célula.
Pouco mais de 10% da luz solar captada pela célula
fotovoltaica, num dia de sol, vai para a geração de uma corrente elétrica, uma
eficiência que não está muito atrás da tecnologia solar convencional. Uma
fração da radiação solar restante se transforma em energia térmica, que
normalmente seria desperdiçada. Essa energia, é absorvida por uma pilha tipo
panqueca de membranas hidrofóbicas ensanduichadas entre os materiais
selecionados para auxiliar a evaporação e a condensação.
O calor força a água a transformar-se em vapor, mas, à
medida que se condensa, a energia térmica é transmitida para as membranas
inferiores, para que o processo se repita, duplicando assim a destilação. Ao
empilhar as membranas dessa maneira, os investigadores descobriram que poderiam
melhorar os alambiques solares convencionais, produzindo cerca de cinco vezes a
quantidade de água potável.
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| Photo WattsOn |
Foi demonstrado que um único metro quadrado deste
dispositivo de destilação de membrana de múltiplos estágios destila mais de 1,6
litros de água do mar por hora, sem comprometer a quantidade de eletricidade
produzida pela célula fotovoltaica.
No ano passado, a energia solar foi responsável por mais de
500 gigawatts da eletricidade a nível mundial, podendo este valor vir a
duplicar ate 2025. Isso é uma boa notícia, mas para alcançá-lo vamos precisar
de cerca de 4 mil milhões de metros quadrados de terra. O próximo passo para a
equipa de pesquisa é investigar maneiras de ultrapassar os limites da
eficiência e acessibilidade do dispositivo. A interdependência entre energia e
água tem tecnologia cara, mas que podem potencialmente resolver os problemas
das comunidades necessitadas.
Por exemplo, a dessalinização também tem o potencial de
atender grandes populações, mas somente se houver energia disponível. Em 2016,
a água do mar contribuiu com 3% da água doce nos países do Oriente Médio, mas
consumiu 5% de sua eletricidade para torná-la potável.
Hidrogénio, vantagens e desvantagens
Fonte//
Nature
