A ideia de gerar energia a partir do grafeno refuta teorias do século passado que afirmavam que isso não seria possível
Um grupo de físicos da Universidade do Arkansas (UA), nos Estados Unidos, desenvolveu um circuito capaz de capturar o movimento térmico do grafeno para convertê-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 Física e pesquisador-chefe do estudo.
A descoberta, publicada na revista científica Physical Review E, chegou para comprovar a teoria que o mesmo grupo de físicos desenvolveu há três anos de que o grafeno independente ondula e se deforma a fim de possibilitar a captação de energia.
O grafeno, que ganhou fama no Brasil após comentários do presidente Jair Bolsonaro, é um material cristalino extremamente fino formado por átomos de carbono e com alto poder de condução. Por suas propriedades físicas revolucionários, é tido como o futuro da tecnologia.
Ainda assim, a ideia de gerar energia a partir do grafeno é controversa, visto que refuta a popular afirmação do físico Richard Feynman de que o movimento térmico dos átomos, conhecido como movimento browniano, não funciona para gerar energia. No entanto, o grupo liderado por Thibado descobriu que, se em temperatura ambiente, o movimento térmico do grafeno induz uma corrente alternada (CA) em um circuito, algo considerado impossível até então.
Ilustração que representa a estrutura do grafeno em tamanho ampliado. Imagem: Rost9/Shutterstock
A ideia de que isso nunca aconteceria era tão forte que, nos anos 1950, o físico Léon Brillouin publicou um artigo de referência refutando a teoria de que adicionar um único diodo a um circuito é a solução para coletar energia do movimento browniano. Pensando nisso, o grupo da UA construiu um circuito com dois diodos para converter CA em corrente contínua (CC). Com os diodos em oposição, permitindo que a corrente flua para os dois lados, os diodos fornecem caminhos separados através do circuito, produzindo uma CC pulsante.
“Nós também descobrimos que o comportamento tipo interruptor dos diodos na verdade amplifica a potência fornecida, ao invés de reduzi-la, como se pensava anteriormente”, disse Thibado. “A taxa de variação da resistência fornecida pelos diodos adiciona um fator extra à potência.” Além disso, o grupo utilizou um campo relativamente novo da física para entender uma teoria antiga, os quais, juntos, puderam provar que os diodos aumentam a potência do circuito. “Para provar este aumento de poder, nós nos baseamos no campo emergente da termodinâmica estocástica e estendemos a famosa teoria de Nyquist, quase centenária”, afirmou Pradeep Kumar, professor de Física e coautor do estudo.
Os físicos também descobriram que o movimento relativamente lento do grafeno induz corrente no circuito em baixas frequências, o que é importante do ponto de vista tecnológico porque a eletrônica funciona com mais eficiência em frequências mais baixas.
Agora, o próximo objetivo da equipe é determinar se a CC pode ser armazenada em um capacitor para uso posterior. Se milhões desses minúsculos circuitos pudessem ser construídos em um chip de milímetro por milímetro, então poderiam funcionar como substitutos a baterias de baixa potência.
Via: Phys.org
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