Baterias recarregáveis
Pesquisadores alemães apresentaram o conceito de um novo tipo de bateria recarregável que poderá fazer toda a diferença para os carros elétricos. Quando a carga da bateria fica muito baixa, o eletrólito descarregado pode simplesmente ser substituído em um posto de reabastecimento por um novo fluido carregado - de forma tão fácil quanto encher o tanque de combustível.
Como estão trabalhando apenas com protótipos da nova bateria, os veículos elétricos de teste são miniaturas, mas em escala precisa, com um décimo do tamanho e do peso de um veículo elétrico normal.
As baterias de lítio oferecem hoje a melhor opção para alimentar os carros elétricos. Contudo, elas ainda pesam muito e demoram muito tempo para recarregar. E oferecem uma autonomia pequena, restringindo o uso dos veículos elétricos a percursos menores.
Os engenheiros do Instituto Fraunhofer acreditam ter encontrado uma solução promissora em um outro tipo de bateria, chamada bateria de fluxo redox, termo que se refere a uma reação de oxidação-redução. Estas baterias são baseadas em eletrólitos líquidos, desta forma, elas podem ser recarregadas nos postos de abastecimento em poucos minutos, com o eletrólito descarregado sendo bombeado para fora e substituído por um fluido carregado.
O mais interessante é que não há desperdício de material, pois o fluido descarregado pode ser recarregado no próprio posto, sendo revendido a outro cliente. Os pesquisadores apontam ainda a possibilidade de fazer o recarregamento do fluidos utilizando energia solar ou a energia produzida por uma turbina de vento.
O princípio das baterias de fluxo redox não é novo - dois eletrólitos líquidos, contendo íons metálicos, fluem através de eletrodos porosos de grafite, separados por uma membrana que permite a passagem dos prótons. Durante esta troca de carga, uma corrente flui ao longo dos eletrodos, que pode então ser utilizada para alimentar qualquer dispositivo elétrico.
Estas baterias, até agora, apresentam a grande desvantagem de armazenar uma quantidade de energia significativamente menor do que as baterias de lítio. Equipado com baterias de fluxo redox tradicional, um veículo elétrico não teria uma autonomia muito maior do que 25 quilômetros.
O que os pesquisadores alemães conseguiram foi aumentar a densidade de carga das baterias redox em até cinco vezes, aproximando-se muito da autonomia oferecida pelas baterias de lítio instaladas nos carros elétricos e híbridos atuais, mas sem os inconvenientes destas. A primeira célula da nova bateria já está pronta. Agora os engenheiros estão montando as diversas células para formar uma bateria. O próximo passo será otimizar o seu funcionamento, eventualmente aumentando ainda mais a capacidade de armazenamento de carga.
Por enquanto, como estão trabalhando apenas com protótipos da nova bateria, os veículos elétricos de teste são miniaturas, mas em escala precisa, com um décimo do tamanho e do peso de um veículo elétrico normal. Um veículo na escala de 1:5 já está em etapa final de preparação.
Táxi elétrico sem motorista começará a ser testado em Londres Um carro elétrico sem motorista, que vai transportar passageiros entre o terminal 5 do aeroporto de Heathrow, em Londres, e um dos estacionamentos, foi exibido no Museu da Ciência da capital britânica.
O mesmo veículo está sendo avaliado por pesquisadores da USP em São Carlos para uso no Brasil. O carro é movido a bateria, gasta pouca energia e pode transportar até quatro passageiros e sua bagagem de cada vez, a uma velocidade de até 40 km por hora, em uma rota exclusiva.
Dezoito dos "táxis sem motorista" - batizados de ULTra e que se enquadram em uma categoria chamada Sistema de Trânsito Pessoal Rápido (PRT, na sigla em inglês) - vão entrar em operação no terceiro aeroporto mais movimentado do mundo em volume de passageiros já no ano que vem. Os passageiros que subirem a bordo em uma das três estações no aeroporto vão selecionar seu destino em uma tela, dentro do veículo.
A ideia é diminuir o tráfego. O tempo da viagem entre o terminal e o estacionamento será de cerca de quatro minutos e o sistema também vai diminuir as emissões de carbono e é 70% mais eficiente do que os automóveis convencionais em termos de uso de energia e 50% mais eficiente do que os ônibus tradicionais.
Carro a vapor bate recorde de velocidade
Uma equipe de engenheiros britânicos quebrou o recorde mundial de velocidade de um veículo a vapor, reconhecido pela Federação Internacional de Automobilismo (FIA). O recorde, estabelecido há mais de cem anos, era o mais antigo de velocidade em terra oficialmente reconhecido que ainda permanecia válido.
O carro a vapor, batizado de "Inspiration", atingiu uma velocidade média de 225,06 km/h na terça-feira no Deserto do Mojave, na Califórnia. Com isso, superou a marca de 204 km/h estabelecida em 1906 pelo americano Fred Marriot, a bordo de um veículo a vapor batizado de "O Foguete".
O Inspiration, carinhosamente chamado de "chaleira voadora," mede 7,6 m e pesa três toneladas. A máquina levou dez anos para ser fabricada, na cidade britânica de Lymington. Segundo o piloto de testes Don Wales, o principal desafio da equipe foi desenvolver um sistema de aquecimento compacto e capaz de transformar, a cada minuto, 40 litros de água em vapor superaquecido a 400ºC, com uma pressão 40 vezes maior do que a pressão atmosférica.
Wales é descendente dos aventureiros britânicos Donald e Malcolm Campbell, que juntos bateram mais de 20 recordes de velocidade em solo e na água. O recorde mundial de velocidade é reconhecido pela Federação Internacional de Automobilismo (FIA).
Nano-origami cria células solares tridimensionais
Fechando esse post, vamos falar de algo prá lá de inusitado, mas que tem a ver com energia. A ficção científica, nesse caso, perdeu de longe para a realidade. Viva Júlio Verne!
Juntando a fotolitografia utilizada para a fabricação de chips com um processo de dobradura espontâneo que lembra um origami nanotecnológico, pesquisadores desenvolveram uma técnica para a fabricação de peças tridimensionais que poderão ser usadas na construção de nanomáquinas.
De acordo com o dr. Ralph G. Nuzzo, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, esta é uma forma completamente diferente de construir estruturas tridimensionais, abrindo um novo caminho para o que se pode fazer com os processos de automontagem.
O processo é feito a partir de películas de silício tão finas que o material, normalmente muito quebradiço, ganha maleabilidade, podendo ser dobrado sem se quebrar. Para testar a nova técnica de forma muito prática, os pesquisadores usaram o processo de origami high-tech para construir células solares cilíndricas e esféricas, avaliando em seguida os efeitos do formato sobre seu desempenho.
Tudo começa com uma fatia finíssima de silício, de formato circular, fabricada com a técnica tradicional de fotolitografia. A seguir, os pesquisadores colocaram uma gota de água no centro do pequeno disco. Conforme a água evaporava, as forças de capilaridade puxavam as bordas da película, fazendo-a dobrar ao redor da gota de água, assumindo seu formato.
Para manter o formato depois que toda a água se evaporou, os pesquisadores colocaram um pequeno cristal de vidro, recoberto com um adesivo, no centro dessa flor às avessas. A estrutura fotovoltaica resultante, ainda não otimizada para o desempenho elétrico, oferece uma abordagem promissora para coletar a energia solar de forma eficiente usando filmes finos, diz Jennifer Lewis, que também participa da pesquisa.
Ao contrário das células solares tradicionais, que são planas, células solares tridimensionais podem funcionar simultaneamente como estruturas ópticas passivas de rastreamento da luz do Sol, permitindo a captura de fótons que veem de todas as direções. E as células solares nem de longe serão as únicas beneficiadas com a técnica de nano-origami. O processo de dobraduras com água, que cria essencialmente um processo de automontagem, poderá ser aplicado a qualquer tipo de material feito em películas, e não apenas ao silício.
Para otimizar a utilização da nova técnica, os pesquisadores desenvolveram, a partir de seus experimentos práticos, um modelo computadorizado preditivo que permite calcular os parâmetros do processo a partir do tipo de filme fino utilizado, de suas propriedades mecânicas e do formato final da nanoestrutura que se deseja obter.
Com o modelo, é possível selecionar o melhor material para se atingir o formato de peça que se deseja construir, assim como a espessura da película original e os demais parâmetros, como a velocidade de aquecimento.
Bem, depois dessa sucessão de novidades, uma pausa para tomar um rum com pólvora e meditar sobre suas aplicações.
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