Tunelamento quântico permite gerar energia a partir de radiação desperdiçada – e dá início a uma revolução

Um grupo de cientistas da Universidade de Ciências e Tecnologia do Rei Abdullah, na Arábia Saudita, descobriu uma forma de transformar a energia desperdiçada que chega à Terra em forma de radiação infravermelha e calor em eletricidade.

A inovação agora descoberta só é possível graças ao tunelamento quântico, um dos fenômenos mais estranhos da mecânica quântica. Os resultados foram publicados em novembro na revista Materials Today Energy.

A chave para a ideia é uma antena especialmente projetada para detectar o desperdício ou o calor infravermelho como ondas eletromagnéticas de alta frequência, transformando esses sinais de onda em uma carga direta.

Há muita energia chegando à Terra todos os dias, e não usamos grande parte dela. A maioria desse desperdício vem na forma de luz solar que atinge o planeta e é absorvida pelas superfícies, oceanos e pela atmosfera. O aquecimento leva a um vazamento constante de radiação infravermelha que, estima-se, está na casa dos milhões de gigawatts a cada segundo.

O problema é que os comprimentos de onda infravermelhos são muito curtos. Para aproveitá-los, são necessárias antenas super pequenas. De acordo com a equipe internacional de cientistas responsável pelo novo estudo, a solução está no tunelamento quântico.

“Não há nenhum diodo comercial no mundo que possa operar em alta frequência. É por isso que nos viramos para o tunelamento quântico”, diz o líder da pesquisa, Atif Shamim.

O tunelamento quântico é um fenômeno bem estabelecido na física quântica, no qual uma partícula pode atravessar uma barreira mesmo sem ter energia suficiente para isso.

Um dos exemplos usados ​​mais frequentemente é o de uma bola que desce uma colina: na física clássica, a bola precisa de uma certa quantidade de energia a impulsioná-la para subir a colina e chegar ao outro lado.

Na física quântica, no entanto, a bola pode atravessar a colina com menos energia, graças à incerteza do posicionamento, o coração de tudo que é quântico.

Esse “atalho” permite que os elétrons sejam movidos por uma pequena barreira, através de um dispositivo de tunelamento como um diodo metal-isolador-metal (MIM), que transforma as ondas infravermelhas em corrente ao longo do caminho.

Os cientistas conseguiram criar uma nova nanoantena emparelhando um filme de isolamento fino entre dois braços metálicos ligeiramente sobrepostos feitos de ouro e titânio.

O aparelho foi capaz de gerar os campos elétricos intensos necessários para o trabalho de tunelamento. “A parte mais desafiadora foi a sobreposição de nanoescala dos dois braços da antena, o que exigiu um alinhamento muito preciso”, diz Gaurav Jayaswal. “No entanto, ao combinar truques inteligentes com as ferramentas avançadas na instalação de nanofabricação, realizamos esse passo”.

Ao escolher metais com diferentes funções, o novo diodo conseguiu capturar as ondas infravermelhas com zero tensão aplicada, uma função passiva que liga o dispositivo apenas quando necessário. Experiências com exposição ao infravermelho revelaram que a energia foi recolhida com sucesso apenas vinda da radiação, e não de efeitos térmicos.

Em comparação com os painéis solares, que só captam uma parte da luz visível, ser capaz de aproveitar todo o excesso de radiação infravermelha representaria uma mudança revolucionária na produção de energia.

Além disso, ao contrário das usinas de energia solar, esses coletores de energia podem operar sem interrupções, independentemente do clima.

Apesar disso, este é apenas mais um passo no caminho para desenvolver a tecnologia que deve revolucionar a produção de energia – outros cientistas trabalham em outros ângulos da questão. Os pesquisadores dizem que muitos desafios técnicos ainda estão pela frente – atualmente, a antena não é muito eficiente em termos de energia, por exemplo.

“Este é apenas o começo – uma prova de conceito”, diz Shamim. Eventualmente, porém, a técnica poderia fazer uma grande diferença. “Poderíamos ter milhões desses dispositivos ligados para aumentar a geração de eletricidade do planeta”, acrescenta.

Ciberia // Science Alert / HypeScience / ZAP

COMPARTILHAR

2 COMENTÁRIOS

  1. Excelente. Temos energia infinita, gerando matéria continuamente em nosso universo. Esta energia faz girar os átomos, os sistemas solares, as galáxias e o universo. Já temos esta energia que faz o universo se comportar como um moto contínuo. Só falta aproveita-la. Chegou a hora.

DEIXE UM COMENTÁRIO:

Como brasileiros driblam a alta dos preços dos alimentos

Inflação mudou os itens nos carrinhos de supermercado e chegou a afetar a popularidade de Lula. Famílias de diferentes bairros de São Paulo contam sobre sua forma de lidar com a situação. "Driblar os preços." É …

Como Alzheimer deixou ator Gene Hackman sozinho em seus últimos dias: 'Era como se vivesse em um filme que se repetia'

O ator Gene Hackman estava sozinho em sua casa, na cidade de Santa Fé, Novo México, nos EUA, quando faleceu. A estrela de Hollywood, com duas estatuetas do Oscar, não fez uma única ligação e não …

Fenômeno misterioso no centro de galáxia pode revelar nova matéria escura

Pesquisadores do King's College London apontaram, em um novo estudo, que um fenômeno misterioso no centro da nossa galáxia pode ser o resultado de um tipo diferente de matéria escura. A matéria escura é um dos …

ONU caminha para 80 anos focando em reformas e modernização

O líder das Nações Unidas, António Guterres, anunciou o lançamento da iniciativa ONU 80 que quer atualizar a organização para o século 21. Na manhã desta quarta-feira, ele falou a jornalistas na sede da ONU que …

Premiê português cai após denúncia de conflito de interesses

Luís Montenegro perdeu voto de confiança no Parlamento, abrindo caminho para novas eleições. Denúncia envolve pagamentos de uma operadora de cassinos a empresa de consultoria fundada por político. O primeiro-ministro de Portugal, Luís Montenegro, e sua …

Como a poluição do ar em casa afeta a saúde e piora doenças respiratórias

Um levantamento feito em 2024 pela associação Santé Respiratoire France, a pedido da empresa francesa Murprotec, uma das maiores do setor, mostrou que a poluição em ambientes fechados é até nove vezes maior do …

1ª mulher presidente no STM: “Se chegarem denúncias sobre o 8 de janeiro, vamos julgá-las”

Em entrevista à Agência Pública, Maria Elizabeth Rocha, fala de golpe, Justiça Militar e extremismo nas Forças Armadas. O caminho da ministra do Superior Tribunal Militar (STM) Maria Elizabeth Rocha até a presidência da Corte, no …

Fim do Skype: veja 7 apps para fazer chamadas de vídeo

A Microsoft anunciou que o Skype será desativado em 5 de maio de 2025, depois de mais de 20 anos de serviço. Depois do encerramento da plataforma, os usuários poderão migrar para o Microsoft Teams …

O que aconteceu nos países que não fizeram lockdown na pandemia de covid

Em março de 2020, bilhões de pessoas olhavam pelas janelas para um mundo que não reconheciam mais. De repente, confinadas em suas casas, suas vidas haviam se reduzido abruptamente a quatro paredes e telas de …

Iniciativa oferece 3,1 mil bolsas para mulheres em programação e dados

Confederações de bancários e Febraban anunciaram vagas em três cursos. A Federação Brasileira de Bancos (Febraban) e as confederações de bancários – como a Contraf e o Contec – anunciaram nesta terça-feira (11) a oferta …