Aquecedor solar passivo gera vapor superquente a 140º C

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/12/2018

Gerador passivo de vapor instalado no telhado do laboratório.
[Imagem: Thomas Cooper et al. - 10.1038/s41467-018-07494-2]

Aquecedor passivo

Este aparelho simples e de baixo custo absorve calor do Sol suficiente para ferver água e produzir vapor "superaquecido" - a bem mais de 100 graus Celsius - sem utilizar qualquer componente óptico caro.

Em um dia ensolarado, a estrutura pode, de forma passiva, bombear vapor quente o suficiente para esterilizar equipamentos médicos, cozinhar, limpar, alimentar processos industriais, produzir água potável destilada e dessalinizada ou mesmo para gerar eletricidade.

Tudo começou com uma esponja capaz de gerar vapor usando luz solar que a equipe criou há dois anos. Mas aí surgiram os problemas: nos testes de longo prazo, os pesquisadores descobriram que os contaminantes na água acabavam degradando a esponja. Por isso, eles reprojetaram o material para que ele funcione suspenso sobre a água, evitando qualquer possível contaminação.

O aquecedor passivo tem aproximadamente o tamanho e espessura de um tablet, e é estruturado como um sanduíche: A camada superior é feita de um material que absorve eficientemente o calor do Sol, enquanto a camada inferior emite eficientemente esse calor para a água abaixo. Quando a água atinge o ponto de ebulição (100º C), ela libera vapor, que sobe de volta para dentro da esponja, onde é canalizado através da camada intermediária - um material semelhante a uma espuma, que aquece ainda mais o vapor, fazendo-o ir acima do ponto de ebulição da água, antes de ser bombeado através de um tubo de saída.

"É um sistema completamente passivo - basta deixá-lo do lado de fora para absorver a luz solar," explica Thomas Cooper, do MIT, nos EUA. "Você pode escaloná-lo para algo que pode ser usado em locais remotos para gerar água potável suficiente para uma família, ou esterilizar equipamentos para uma sala de cirurgia."

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Estrutura do aquecedor solar passivo.
[Imagem: Thomas Cooper et al. - 10.1038/s41467-018-07494-2]

Concentrador solar

Para aumentar ainda mais a intensidade do calor do Sol, os pesquisadores construíram um concentrador solar simples, um espelho curvo que ajuda a redirecionar mais luz solar para o aquecedor, aumentando assim o fluxo solar, semelhante ao modo como uma lupa pode ser usada para concentrar um raio de Sol.

Com esse suporte adicional, a estrutura produziu vapor a 146º C em 3,5 horas. Em experimentos subsequentes, a equipe conseguiu produzir vapor a partir da água do mar sem contaminar a superfície do dispositivo com cristais de sal. Em outro conjunto de experimentos, eles também foram capazes de coletar e condensar o vapor em um frasco para produzir água destilada pura.

"Este projeto realmente resolve o problema das incrustações e o problema da coleta de vapor," disse o professor Gang Chen. "Agora, estamos procurando torná-lo mais eficiente e melhorar o sistema. Existem diferentes oportunidades e estamos analisando quais são as melhores opções a serem adotadas."

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