Energia
A energia é, muitas vezes, a primeira coisa em que pensamos quando refletimos sobre sustentabilidade. A procura crescente de energia a nível mundial representa um desafio complexo, não só em termos de produção da energia de que necessitamos, mas também relativamente à sua poupança, distribuição e armazenamento.
Desde a produção de energia até aos automóveis e dispositivos móveis elétricos, a transição do setor energético europeu da utilização de combustíveis fósseis para a produção de energia sustentável requer várias inovações tecnológicas.
O que inclui baterias com capacidade de armazenar quantidades cada vez maiores de eletricidade enquanto reduzem o seu peso e custo, e a geração e transporte de grandes quantidades de eletricidade verde que, por sua vez, requer painéis solares e turbinas eólicas mais eficientes. Neste contexto, exploramos o papel importante desempenhado pelos nanomateriais na tentativa de responder a estes desafios.
Como são utilizados os nanomateriais e as nanotecnologias?
Os nanomateriais são utilizados para desenvolver tipos de energia renovável existentes e encontrar novas fontes de energia. A investigação do desempenho das baterias ainda está em curso, explorando a possibilidade de os nanomateriais prolongarem a sua vida, mesmo quando armazenadas durante longos períodos de tempo.
A nanotecnologia pode também reduzir o consumo energético de produtos como lâmpadas, com os polímeros nanomodificados a poderem oferecer uma maior eficiência.
Os principais materiais atualmente em investigação na área da energia incluem materiais à base de grafeno que são mais fortes do que o aço e o diamante, sendo, contudo, extremamente leves e flexíveis; nanopartículas de silício não tóxicas com a capacidade de emitir luz e transmitir energia; e nanocelulose, um composto orgânico condutor de eletricidade, leve e rígido.
Novas fontes de energia de nanomateriais: termocélulas
As termocélulas (thermocells) são novas fontes de energia compostas por elétrodos de nanotubos de carbono que recolhem energia térmica de baixa temperatura. Graças às propriedades dos nanotubos de carbono, as termocélulas podem gerar eletricidade de forma contínua.
No futuro, poderão ser utilizadas para gerar energia elétrica a partir do calor emitido por fábricas de produtos químicos, automóveis e parques solares, de forma a poupar energia e a usá-la de forma mais sustentável.
Desenvolvimento das energias eólica e solar
A adoção rápida das energias eólica e solar oferece a esperança de que a UE, e o mundo, serão capazes de acelerar os movimentos de afastamento da dependência dos combustíveis fósseis. Os custos de ambas as tecnologias diminuíram nas últimas décadas, ao passo que a sua eficiência aumentou. Os nanomateriais têm desempenhado um papel importante neste contexto e espera-se que, nos anos vindouros, reduzam ainda mais os custos e aumentem a eficiência.
Energia solar
Atualmente, as células solares, também conhecidas como células fotovoltaicas, baseadas em silício cristalino, dominam o mercado. Embora sejam altamente eficientes, também apresentam algumas limitações. A nanotecnologia abre a porta a outras tecnologias como as células solares de película fina que utilizam silício nanocristalino, células solares sensibilizadas por corante utilizando nanopartículas de dióxido de titânio, ou células solares baseadas em pontos quânticos.
As nanopartículas podem reduzir os custos de produção e de instalação dos painéis solares, tornando-os menos dispendiosos para as indústrias e para o público, que poderão, assim, começar a utilizá-los.
Para o armazenamento da energia, um dos principais desafios da energia solar, estão a ser testados nanofios semicondutores, graças à sua absorção única da luz física que lhes permite armazenar maiores quantidades de energia do que outros materiais.
Energia eólica
Os nanomateriais também podem ser utilizados para melhorar a eficiência da energia eólica. Por exemplo, os nanotubos de carbono utilizados nas pás das turbinas eólicas tornam-nas mais leves e mais fortes. O peso mais reduzido das pás, por sua vez, permite a instalação de pás de maiores dimensões, possibilitando a geração de mais energia.