Novas células termoeléctricas conseguem converter 40% de energia térmica em electricidade

Segundo a equipa do MIT que desenvolveu esta tecnologia, as novas células podem contribuir para a construção de uma rede eléctrica completamente descarbonizada.
MIT-Thermal-Batteries-01-press_0
Imagem - MIT

Uma equipa do MIT anunciou o desenvolvimento de uma nova tecnologia de células termoeléctricas que têm um nível de eficiência de 40% na conversão de energia térmica em electricidade. O nível de eficiência desta nova tecnologia é semelhante ao das centrais eléctricas que usam turbinas a vapor para produzir energia. Estas células têm o potencial para serem usadas em “baterias térmicas” de larga escala que conseguem gerar energia de uma forma consistente e sem peças móveis.

As células termoeléctricas funcionam através do aquecimento de materiais semicondutores de forma a aumentar o nível energético dos fotões. Quando se atinge o nível energético suficiente, os fotões podem “empurrar” um electrão através do gap de energia do material, produzindo assim energia. Até agora, as células termoeléctricas tinham um nível de eficiência na conversão energética de cerca de 32%, porque funcionavam a temperaturas mais baixas.

As novas células, desenvolvidas pelo MIT e pelo National Renewable Energy Laboratory (NREL), convertem usam temperaturas entre os 1900 e os 2400 graus Celsius. Para conseguirem converter energia a estas temperaturas, estas células usam uma camada composta por uma liga metálica com um maior gap de energia colocada por cima de outra liga metálica com um gap de energia mais baixo.

A camada com o maior gap de energia captura os fotões com mais energia a partir da fonte de calor e converte-os em electricidade, enquanto os fotões com menos energia passam através da primeira camada para adicionar voltagem. Os fotões que conseguem atravessar todas as camadas são reflectidos por um espelho de volta para a fonte de calor para evitar o desperdício de energia.

Ao medir a eficiência, a equipa descobriu que a quantidade de energia eléctrica produzida varia com a temperatura. Entre os 1900 e os 2400 graus Célsius, as novas células conseguem produzir electricidade com cerca de 40% de eficácia.

Segundo um dos membros da equipa que desenvolveu a tecnologia, este meio de produção de energia tem a vantagem de operar a mais altas temperaturas e com custos de manutenção mais baixos, porque não têm peças móveis como as turbinas.

Numa bateria térmica com dimensões industriais, o sistema pode absorver o excesso de energia de fontes renováveis, como o Sol, e armazená-lo em bancos de grafite altamente isolados. Quando for necessário, as células termoeléctricas podem converter esse calor em electricidade e enviá-la para a rede pública.

A célula apresentada agora tem apenas um centímetro quadrado, para conseguir um nível de produção energética adequado para a rede pública é necessário aumentar a área para cerca de 900 metros quadrados, mas, segundo a equipa, a tecnologia para o fazer já existe.