Os cientistas usaram a energia solar para aquecer um objeto a 1.800 graus Fahrenheit (1.000 graus Celsius) – quente o suficiente para alimentar uma fornalha de aço. O estudo de prova de conceito, publicado em 15 de maio na revista Dispositivodemonstra como a energia solar poderia substituir os combustíveis fósseis em processos de fabricação de alta temperatura, como a fundição de aço.
Para fabricar materiais como vidro, cimento e cerâmica, as matérias-primas são aquecidas a mais de 1.800 F (1.000 C). Atualmente, a utilização da energia solar para atingir estas temperaturas escaldantes é dispendiosa e ineficiente, pelo que a energia baseada no carbono, como o petróleo ou o carvão, é normalmente utilizada para alimentar os fornos em que estes materiais são fabricados.
Estas indústrias são responsáveis por cerca de 25% do consumo global de energia, escreveram os investigadores no estudo.
“Para enfrentar as alterações climáticas, precisamos de descarbonizar a energia em geral”, autor correspondente Emiliano Casaticientista do departamento de engenharia mecânica e de processos da ETH Zurique, na Suíça, disse em um declaração. “As pessoas tendem a pensar na eletricidade apenas como energia, mas, na verdade, cerca de metade da energia é utilizada na forma de calor”.
Os cientistas têm explorado anteriormente receptores solares ou sistemas de aquecimento que convertem a radiação solar em calor através de espelhos de rastreamento solar, mas essa tecnologia luta para quebrar a barreira dos 1.800 F.
No novo estudo, Casati e sua equipe basearam-se em uma propriedade chamada efeito de armadilha térmica. Essencialmente, os materiais semitransparentes absorvem fortemente a luz solar, reemitindo-a como calor.
Então os pesquisadores brilharam radiação solar em uma haste de quartzo sintético que retinha o calor. Eles então o prenderam a um prato de silicone opaco, que absorveu o calor do cristal.
Quando a luz que entrava brilhou com a intensidade de 135 sóis, a placa absorvedora subiu para 1.922 F (1.050 C), enquanto a haste de quartzo permaneceu em 1.112 F (600 C).
Trabalhos anteriores, que não utilizaram quartzo sintético para reter a energia solar, demonstraram apenas o efeito da armadilha térmica até 338 F (170 C), de acordo com o comunicado.
No trabalho de acompanhamento, os pesquisadores testaram diversos materiais, incluindo líquidos e gases que podem atuar como armadilhas térmicas, e conseguiram atingir temperaturas ainda mais altas, segundo o comunicado.
Em seguida, os pesquisadores provavelmente analisarão como essa tecnologia pode ser usada em maior escala para ter maiores chances de ser adotada em todos os setores.
“A energia solar está prontamente disponível e a tecnologia já está aqui. Para realmente motivar a adoção pela indústria, precisamos demonstrar a viabilidade económica e as vantagens desta tecnologia em escala”, disse Casati.
