Quem esquenta a cabeça à toa desperdiça energia. Os motores quando esquentam, também. Mas um novo material elaborado por pesquisadores dos EUA pode, no futuro, ajudar os carros a aproveitarem a força que o calor oferece.
Em média, um carro a gasolina funciona com 25% da energia produzida por seu motor, enquanto 60% dela se perde por aquecimento. O jeito de tentar salvar essa energia é com equipamentos chamados de conversores termelétricos, que transformam calor em eletricidade. Os conversores atuais, porém, são pouco eficientes.
O novo material criado pela Universidade Estadual de Ohio (EUA), divulgado hoje em artigo na revista “Science”, promete usar 10% dessa energia desperdiçada para recarregar a bateria dos automóveis. Se os cientistas conseguirem aumentar a eficiência do material, ele também poderá ajudar o motor de carros híbridos e até converter calor do Sol em eletricidade.
O gerador termelétrico funciona como uma panela no fogão. Em vez de água, a “panela” é cheia de elétrons –as partículas que geram eletricidade quando se movem. À medida que o fogão esquenta a base da panela, os elétrons ganham energia e “evaporam”, se concentrando perto da tampa da panela. A diferença de carga elétrica entre a tampa e o fundo é o que os físicos chamam de voltagem. “Você pode usar essa voltagem com uma bateria”, explica Joseph Heremans, principal autor da pesquisa.
Segundo o cientista, conversores termelétricos são usados hoje apenas como última opção. Sondas espaciais, por exemplo, têm geradores que captam o calor de átomos radioativos. O grande problema para criar um conversor termelétrico eficiente é garantir que a energia do calor seja absorvida pelos elétrons e não pelos núcleos dos átomos do material, que a desperdiçam vibrando.
A maioria dos físicos estudando o problema procura fazer os átomos pararem de vibrar. Como uma gelatina que não para de tremer, porém, sempre persiste uma vibração mínima. “Para avançar, precisávamos usar outro mecanismo”, diz Heremans.
Os pesquisadores resolveram, então, investigar como os elétrons viajam dentro de um material termelétrico conhecido há 50 anos –o telureto de chumbo– um cristal feito de átomos de telúrio e de chumbo.
Heremans sabia que se trocasse os átomos de chumbo por outros, os elétrons captariam melhor a energia do calor.
“Tentamos vários átomos raros: cério, samário, európio, índio até chegar no tálio”, conta. “Percebi que, com o tálio, era possível pôr muitos elétrons na energia que eu queria.”
Amostras do material foram testadas por pesquisadores na Califórnia. A equipe descobriu que adicionar uma pitada de tálio ao cristal triplicava a voltagem gerada na faixa dos 500C -a temperatura nos escapamentos de carros.
Máquina a vapor
Já existem outros projetos para reaproveitar a energia do calor de motores usando máquinas a vapor -motores secundários que movem turbinas com a pressão da água que evapora com o calor gerado. Esses dispositivos, porém, são cheios de partes móveis e são difíceis de instalar e de manter.
“Eles ultrapassaram a barreira que torna os [conversores] termelétricos economicamente convenientes”, comenta o físico Mário Baibich, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Baibich destaca ainda a possibilidade de usar o material para aproveitar a energia solar. “A maior parte da energia que vem do Sol não está na forma de luz, e sim de calor.”
Para o físico Harald Böttner, do Instituto Fraunhofer (Alemanha), o novo material conversor “tem relevância científica, mas não prática”. “Ele contem tálio, um dos elementos químicos mais tóxicos”, diz.
Uma bateria de cem quilos conteria dois quilos de tálio e teria de ser manejada com extremo cuidado. Outro problema é o chumbo, também tóxico, que vem sendo banido de produtos.
Autor: Folah de S. Paulo
