Nos veremos em 2020!! Bjux no coração!

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Quimica e a energia solar fotovoltaica

Toda célula solar apresenta um aspecto escuro

A energia solar é a energia proveniente do sol. Todos os dias a superfície terrestre recebe uma grande quantidade de energia solar na forma de luz e calor. Sendo assim, temos uma fonte inesgotável de energia à nossa disposição.

Temos acompanhado nos últimos anos uma grande dificuldade na geração de energia, como a elétrica e os combustíveis, em virtude de fatores relacionados com a infraestrutura e o clima. Um exemplo disso é a redução do volume chuvoso vivido por algumas regiões do Brasil, o que diminui o volume de água necessário para que a usina hidrelétrica consiga produzir energia elétrica.

Nesse contexto, muitos cientistas e empreendedores viram na energia solar uma solução para o problema energético. Assim, algumas formas de aproveitamento da energia solar para a produção de energia foram e estão sendo desenvolvidas.

De uma forma geral, a energia solar pode ser aproveitada para a produção das seguintes formas de energia:

• Elétrica (a energia solar pode ser transformada em energia elétrica);
• Biomassa (a energia solar pode ser utilizada para o desenvolvimento de plantas que são matéria-prima de combustíveis, como é o caso do etanol);
• Térmica (a energia solar pode promover o aquecimento da água em residências, hotéis etc.).

A quantidade de energia solar que chega à Terra é colossal. O grande entrave, no entanto, é a forma de captar essa energia. Como ela chega de forma dispersa, são necessários grandes equipamentos para obtê-la de forma eficiente.

Um exemplo de captação da energia solar, por meio da sua transformação em energia elétrica, são as chamadas células fotovoltaicas ou células solares. Trata-se de dispositivos que apresentam o silício dopado (misturado a fósforo ou boro, por exemplo) como material base e uma camada escura fundamental para evitar a reflexão da luz e promover uma maior absorção de energia.

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Que processo químico acontece nas placas solares para gerar energia?

O principal componente das placas solares são células de silício. A geração de energia acontece quando os fótons da radiação solar entram em contato com os átomos de silício, provocando a emissão de elétrons, que são as partículas que formam uma corrente elétrica.

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A energia produzida dessa forma é chamada de fotovoltaica, que é de onde vem o nome técnico das placas solares: placas fotovoltaicas.

Quando a célula solar recebe luz, ela a absorve, e os elétrons dos seus componentes excitam-se e passam a se movimentar, gerando, assim, uma corrente de elétrons, que nada mais é do que energia elétrica. É importante que a célula solar esteja conectada a baterias que armazenem a energia produzida.

Vantagens da Energia Solar

• Incidência de energia solar o ano todo, de acordo com o local;
• Baixo custo de manutenção das células solares;
• É uma fonte de energia 100% limpa;
• A energia elétrica produzida pode ser armazenada;
• Não é necessário o uso de linhas de transmissão. Assim, não há perda de energia durante o trajeto, por exemplo;
• As células são muito resistentes.

Desvantagens da Energia Solar

• A quantidade de energia produzida pode variar de acordo com as condições climáticas;
• Durante a noite, a produção é zero;
• Países de inverno longo apresentam uma menor incidência de energia solar;
• O armazenamento da energia produzida ainda é ineficiente;
• O custo dos painéis solares ainda é muito elevado;
• O rendimento de um painel solar, no que se refere à produção de energia elétrica, gira em torno de 16% a 28%;
• Alto custo de investimento inicial.

FONTE https://www.manualdaquimica.com/quimica-ambiental/energia-solar.htm

A importância da Química para o meio ambiente

Imagem de Meio Ambiente - Cultura Mix

As pesquisas no campo da Química são fundamentais para a solução das grandes questões globais, como a demanda energética ou as mudanças climáticas. Delas estão surgindo materiais que permitem a exploração de novas formas de energia, com maior eficiência energética, reações que geram menor volume de efluentes, novos materiais que permitem maior eficiência em todos os setores industriais, além de outros benefícios.

“Sem o trabalho do químico – obviamente que também são necessários os conhecimentos dos outros campos da ciência –, a sociedade não teria as tecnologias ambientais e as energias renováveis que tem hoje”, destaca o cientista César Zucco, presidente da Sociedade Brasileira de Química (SBQ) e diretor científico da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (Fapesc).

Ele cita como exemplo uma pesquisa inédita realizada nos Estados Unidos, a qual vai possibilitar a geração de combustíveis líquidos, parecidos com os derivados do petróleo, a partir do gás carbônico gerado em processos industriais. O estudo está na fase transição da pesquisa para a de desenvolvimento do produto.  Serão necessários mais alguns anos para que o projeto-piloto se transforme em processo de escala comercial.

Em linhas gerais, a ideia é aquecer o dióxido de carbono, o gás carbônico_, com energia solar estocada em um reator (a temperaturas que podem chegar até 1300^oC) para formar o monóxido de carbono, o CO, que é uma molécula muito energética, que pode combinar-se com outras possibilitando gerar uma variedade de combustíveis. A formação do CO, dessa forma, combinada com a produção de combustíveis líquidos, é um excelente processo de armazenamento de energia.

No Brasil, várias linhas de pesquisa estão sendo conduzidas na busca de soluções para as questões ambientais, como:

Reciclagem: Reações químicas controladas que permitem que matérias-primas sejam recuperadas para nova utilização.

Reciclagem energética: Reações químicas que geram energia a partir da combustão de alguns materiais (resíduos).

Painéis fotovoltaicos: Tornaram-se possíveis a partir do desenvolvimento de um polímero que transforma a luz do sol em energia elétrica.

Nanotecnologia: Novos materiais com maior eficiência.

A indústria química e o meio ambiente

A indústria química tem contribuído para a preservação do meio ambiente por meio da diminuição dos impactos ambientais e do aumento de eficiência em seus produtos e processos. No Brasil, as empresas associadas à Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim), adotam o Programa de Atuação Responsável® como código de ética industrial. Pelo programa, estão previstas avaliações ambientais constantes e a prática da melhoria contínua. “A indústria química tem investido em busca de eficiência ambiental em seus processos e produtos“, afirma Fernando Figueiredo, presidente-executivo da Abiquim. Os indicadores ambientais estão disponíveis em http://www.abiquim.org.br/atuacaoresponsavel/.

Ganhos ambientais da indústria química no Brasil, entre 2001 e 2009:

GERAÇÃO DE RESÍDUOS

2001            10,05 kg/tonelada de produto

2009            8,97

ÁGUA CAPTADA

2001            6,45 m3/tonelada de produto

2009            4,40

EFLUENTE LANÇADO

2001            6,29 m3/tonelada de produto

2009            2,52

RECICLO DE EFLUENTES

2001            3,7%

2009            34,1%

CONSUMO DE ENERGIA

2001            420kwh/tonelada de produto

2009            363

CONSUMO DE ÓLEO COMBUSTÍVEL E CARVÃO

2001            52,51 kg/tonelada de produto

2009            21.19

INTENSIDADE DE EMISSÃO DE CO2 EQUIVALENTE

2001            580 kg/CO2e/tonelada de produto

2009            312

Sobre o AIQ: Realizado no Brasil pela Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim), pela Sociedade Brasileira de Química (SBQ), pelo sistema Conselho Federal de Química/Conselhos Regionais de Química (CFQ e CRQs), e pelo Instituto de Química da USP, o Ano Internacional da Química (AIQ) teve como responsáveis pela coordenação internacional de suas atividades a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) e a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). As instituições e os órgãos públicos que apoiaram a iniciativa são: Ministério de Ciência e Tecnologia, Ministério da Educação, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Sindicato dos Químicos, Químicos Industriais e Engenheiros Químicos do Estado de São Paulo (Sinquisp). O AIQ conta com o patrocínio das empresas BASF, Bayer, Braskem, Clariant, Dow, Elekeiroz, Evonik, Innova, LANXESS, Oxiteno, Rhodia, Solvay, Unigel e White Martins. Mais informações no site oficial do evento em http://quimica2011.org.br.

FONTE http://www.fapesc.sc.gov.br/0206-a-importancia-da-quimica-para-o-meio-ambiente/

Desenvolvedores da bateria de íons de lítio vencem Nobel de Química

Entre os vencedores, John Goodenough, de 97 anos, se tornou a pessoa mais velha a ganhar o Nobel

Imagem de exame.abril.com.br/ciencia

Os cientistas John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino ganharam nesta quarta-feira o prêmio Nobel de Química pelo desenvolvimento de baterias de íons de lítio, uma importante tecnologia para reduzir o uso de combustíveis fósseis.

Aos 97 anos, o norte-americano Goodenough se tornou o ganhador mais velho a receber um Nobel.

“Essa bateria recarregável levou à fundação de dispositivos eletrônicos sem fio, como celulares e notebooks”, informou a Academia Real das Ciências da Suécia em um comunicado sobre o prêmio de 906 mil dólares.

“(A bateria) também tornou possível um mundo livre de combustíveis fósseis, já que é utilizada para tudo, de carregar carros elétricos a armazenar energia de fontes renováveis”.

Whittingham desenvolveu a primeira bateria de lítio funcional no início da década de 1970. Goodenough duplicou o potencial da bateria na década seguinte e Yoshino eliminou o lítio puro da bateria, elevando a segurança do dispositivo.

Contribuições para a ciência, a paz e a literatura são reconhecidas desde 1901 pelo prêmio Nobel, instituído pelo testamento do cientista e empresário sueco Alfred Nobel, inventor da dinamite.

Os ganhadores do Nobel de Medicina e de Física foram anunciados no início desta semana. Os laureados de literatura, paz e economia serão divulgados nos próximos dias.

FONTE: https://exame.abril.com.br/ciencia/desenvolvedores-da-bateria-de-ions-de-litio-vencem-nobel-de-quimica/

Cientistas confirmam um novo estado da matéria: os cristais do tempo

imagem de noticias.uol.com.br
Os diamantes (foto) têm a estrutura normal de cristais, diferente dos cristais do tempo

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, conseguiram fazer um modelo para reproduzir um novo tipo de matéria, os chamados cristais do tempo. A existência desse novo estado foi proposta pelo Nobel de Física de 2012, Frank Wilczek. A ideia do cientista causou muito debate no meio científico e agora foi reafirmada com o modelo no artigo publicado no Physical Review Letters. Com base no modelo, duas equipes independentes, uma da Universidade de Maryland e uma da Universidade de Harvard, criaram seus próprios cristais do tempo. Quando esses estudos forem avaliados e publicados, podemos ter a prova final de que os cristais do tempo existem. "É um novo estado da matéria. Também é muito legal porque é um dos primeiro exemplos de matéria de não-equilíbrio", diz Norman Yao, coordenador da pesquisa da Universidade da Califórnia e participante dos grupos de pesquisa das outras universidades. 

Como é? 

Teoricamente, quando um material está no estado de gasto zero energia, é impossível haver movimento. Mas Wilczek previu que no caso dos cristais do tempo isso seria diferente. Os cristais normais têm uma estrutura atômica que se repete no espaço –como a estrutura de carbono de um diamante. Um rubi ou um diamante não se movem porque estão em equilíbrio quando estão parados, em seu estado zero. Já os cristais do tempo têm uma estrutura que se repete tanto no espaço quanto no tempo. Eles seriam como uma gelatina. Quando você toca, ela treme. Só que nesse caso, ela não precisaria ser tocada para ficar tremendo. O estado de zero gasto de energia desse cristal é justamente ficar se movendo. Assim, os cristais do tempo são uma nova forma de matéria, a matéria do não-equilíbrio, pois ela não consegue ficar parada. "No último meio século, exploramos a matéria do equilíbrio, como metais e isolantes. Agora começamos a explorar uma paisagem totalmente nova da matéria do não-equilíbrio", conclui Yao. A existência deles pode trazer novos entendimentos sobre o mundo ao nosso redor e também de novas tecnologias como computação quântica.

Veja mais aqui: http://www.astropt.org/2017/02/03/cristais-de-tempo-confirmada-uma-nova-forma-de-materia/

FONTE: https://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/redacao/2017/01/31/cientistas-confirmam-um-novo-estado-da-materia-os-cristais-do-tempo.htm