Mais uma forma de gerar energia renovável está sendo testada através de um novo método simples e limpo, que se mostrou promissor

O estudo para a nova forma de gerar energia renovável teve apoio da FAPESP por meio de três projetos

Em matéria publicada pela Agência FAPESP, o novo método de geração de energia renovável está se tornando realidade graças aos materiais bidimensionais, que estão ganhando protagonismo graças as suas propriedades. A descoberta trata-se de materiais com espessura variando de somente um átomo até poucos nanômetros, os quais permitem a miniaturização de dispositivos nos setor como eletrônica, saúde e energia. Contudo, alguns desses materiais ainda são difíceis de serem produzidos em escala industrial mantendo-se as propriedades essenciais.

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Em um trabalho feito no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e publicado há pouco tempo no periódico Materials Today Advances, pesquisadores relacionados ao Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) e ao Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais do Ipen demonstraram uma contribuição significativa à procura por métodos que tornem viável produzir industrialmente esses materiais ultrafinos.

Os pesquisadores criaram um método rápido, limpo e fácil de conseguir as nanofolhas de nitreto de boro hexagonal, as quais são compostas por camadas planificadas de átomos de boro e nitrogênio dispostos em forma de hexágonos. Devido às propriedades eletrônicas e mecânicas e a sua alta capacidade de adsorção, o material é promissor para ser aplicado em segmentos como no de geração e armazenamento de energias renováveis – um dos objetivos do CINE, um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP em parceria com a Shell.

Como é produzido o material

Para que se consiga o nitreto de boro hexagonal na forma bidimensional, é preciso esfoliá-lo, isto é, realizar a extração de folhas de poucas camadas de espessura, partindo da forma macroscópica. Popularmente conhecido como grafeno branco, o nitreto de boro hexagonal se parece com o material de carbono em muitas características, porém, a esfoliação é muito mais complicada.

“Neste trabalho foi apresentado um método de esfoliação de cristais de nitreto de boro em um material de poucas camadas, de dimensões nanométricas, por meio do plasma de uma bobina de Tesla modificada”, explicou Almir Oliveira Neto, pesquisador titular no Ipen e membro do CINE, que foi o líder do trabalho.

O aparelho em questão, a bobina de Tesla, é simples e pode ser construído de forma artesanal, sendo capaz de produzir descargas de alta tensão (arcos voltaicos). Essas descargas elétricas causam uma ionização no entorno, o que forma o denominado “plasma frio”, no qual os elétrons se encontram em um estado energético mais elevado que as demais partículas.

 A esfoliação do nitreto de boro pelo novo método acontece no momento em que os elétrons são disparados contra uma quantidade macroscópica de nitreto de boro. Nesse momento, uma parcela da energia dos elétrons é passada para a estrutura do cristal, aumentando a distância de ligação entre as camadas atômicas, até a ligação ser rompida.

Segundo o Oliveira Neto e o pós-doutorando Fernando Brambilla de Souza, principais autores do artigo, a metodologia é promissora para produzir industrialmente esse material bidimensional.

Além de tornar possível aumentar a escala de produção, o método só usa nitreto de boro, energia elétrica e gás nitrogênio como matérias-prima. Além disso, a produção pode ser realizada somente em uma etapa, utilizando um equipamento compacto, o qual pode ser construído de forma fácil e econômica.