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sexta-feira, 28 de fevereiro de 2020





Bate-Papo FGV 


"Taxação do Sol" 

Novas regras para usuários de energia solar, com Joisa Dutra (diretora FGV)




FGV Energia é o Centro de Estudos de Energia da Fundação Getulio Vargas com o objetivo de gerar, transmitir e aplicar conhecimento para o desenvolvimento do nosso país no setor energético.
Produzindo conhecimento de elevada qualidade e rigor acadêmico nas áreas de petróleo, gás natural, energia elétrica, nuclear, biocombustíveis, fontes renováveis e eficiência energética, a FGV Energia desenvolve pesquisas, estudos e análises no setor energético, auxiliando organizações públicas, privadas e do terceiro setor na avaliação de investimentos e aplicações de recursos energéticos de maneira sustentável.
Com uma equipe altamente qualificada, formada por mestres, doutores e especialistas no setor energético, a FGV Energia trabalha ainda em parceria com outras áreas da FGV e com a cooperação de renomadas instituições acadêmicas e institutos de pesquisas, reconhecidos nacional e internacionalmente, possibilitando uma maior amplitude na sua capacidade de geração de conhecimento.





A descentralização dos fluxos de produção de energia elétrica acabou em polêmica. Com mais pessoas utilizando energia solar através do barateamento desta tecnologia, a Aneel discute a revisão das regras para a taxação do Sol. Com isso, a tecnologia - que era mais vantajosa para o consumidor de energia solar - passa a ser revista, pois a geração de energia individual de poucos significa aumentar as taxas dos demais consumidores, que são a maioria. Quem analisa o assunto é Joisa Dutra, diretora do FGV CERI

Brasileiros avançam rumo às células solares de baixo custo


Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br



Às novas células solares são feitas de perovskita, uma classe 
de materiais cristalinos com potencial para revolucionar o campo da 
tecnologia fotovoltaica.
[Imagem: CINE]


Células solares de perovskita
Um grupo de pesquisadores brasileiros está na vanguarda de uma linha de pesquisas que desenvolve uma nova tecnologia de energia solar de fabricação mais simples, barata e menos impactante para o meio ambiente.
Graças ao seu potencial de aplicação no campo da tecnologia fotovoltaica, as perovskitas são um dos materiais funcionais mais estudados na atualidade.
Células solares de perovskitas já alcançam uma eficiência de 25% na conversão de energia luminosa em elétrica, ultrapassando o porcentual das células de silício policristalino - ainda as mais comercializadas no mundo. Elas ainda têm problemas de durabilidade, que, quando resolvidos, deverão permitir o uso da energia solar em uma escala revolucionária.
"As células de silício só podem ser fabricadas em ambientes com elevado controle de particulados e demandam temperaturas que vão a mais de 1.500º C. Por isso, embora seu preço tenha caído bastante nos últimos anos, os painéis solares à base de silício são muito caros. Em nosso laboratório, estamos produzindo filmes de perovskita a partir de soluções, também chamadas de tintas, em temperatura ambiente," conta a professora Ana Flávia Nogueira, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A equipe sintetizou a primeira célula solar de perovskita no Brasil em 2016.
A perovskita é um óxido de cálcio e titânio, com fórmula molecular CaTiO3. Foi descoberta nos montes Urais, na Rússia, em 1839. E recebeu esse nome em homenagem ao mineralogista russo Lev Perovski (1792-1856). O que os pesquisadores atualmente chamam de perovskita é, na verdade, uma classe de materiais diversos sintetizados em laboratório que apresentam a mesma estrutura cristalina da perovskita original. São substâncias constituídas por dois cátions (íons positivos) de diferentes tamanhos, que podem ser genericamente descritos pela fórmula molecular ABX3, na qual A e B representam os cátions e X representa halogênios.
Os pesquisadores brasileiros descobriram onde se originam os defeitos 
que atrapalham o rendimento das células de perovskita.
[Imagem: Rodrigo Szostak et al. - 10.1126/sciadv.aaw6619]

Melhoria das perovskitas
Feitas as demonstrações teóricas e práticas de que a células solares de perovskita podem superar as células de silício, o trabalho agora se concentra na melhoria das próprias células e dos processos para fabricá-las. É o que está fazendo, por exemplo, o pesquisador Rodrigo Szostak.
"Nos últimos cinco anos, houve uma corrida de todos os grupos de pesquisa para ver quem conseguia a maior eficiência. Estamos próximos do limite teórico de eficiência, em torno de 30%. No entanto, a tendência atual é dar um passo atrás para entender melhor esses materiais. O trabalho realizado por Szostak está inserido nessa nova tendência. A técnica empregada por ele, que envolve luz síncrotron e nanoespectroscopia com infravermelho, foi usada pela primeira vez na caracterização de perovskitas," afirmou Ana Flávia.
Szostak usou o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para mapear grãos nanométricos individuais nos filmes de perovskita. Isso é importante porque o método de fabricação dos filmes, que consiste em depositar uma solução dos precursores do material sobre um substrato, em camadas com espessuras da ordem de nanômetros, pode originar tanto a fase estrutural, de interesse tecnológico, quanto fases indesejáveis.
Fatores circunstanciais, como umidade ou temperatura, influenciam a forma de organização dos átomos, fazendo com que possam passar de uma estrutura com atividade fotovoltaica para uma estrutura inativa. O objetivo de Rodrigo foi investigar como essas diferentes fases se distribuem no filme e, consequentemente, como elas influenciam o desempenho da célula solar.
Agora que o estudo mostrou onde o processo de degradação indesejável se inicia - na interface entre os grãos individuais do cristal - tanto a equipe brasileira quanto pesquisadores de outras partes do mundo poderão usar essas informações para tentar evitar ou minimizar o processo, melhorando ainda mais a qualidade das células solares de perovskita.
A equipe conseguiu sintetizar filmes monoatômicos do material.
[Imagem: Raphael F. Moral et al. - 10.1021/acs.chemmater.9b03439]

LEDs de perovskita
Outra linha de pesquisa em que a equipe brasileira avançou foi na sintetização de perovskitas bidimensionais, na forma de filmes com apenas uma camada de átomos do cristal de espessura.
O pesquisador Raphael Fernando Moral, responsável pelo desenvolvimento, também usou a luz síncrotron para estudar seus filmes bidimensionais, mas trabalhou no acelerador da Universidade de Stanford, nos EUA.
O equipamento permitiu acompanhar o crescimento do material no momento exato em que a reação química acontecia, por meio de uma técnica chamada de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). De volta ao Brasil, o pesquisador e seus colegas prosseguiram o estudo no LNLS, para avaliar a estabilidade do material sob diversas condições de contorno.
"Moral conseguiu determinar até a velocidade média com a qual as placas 2D se sobrepõem durante a formação do material. Quando atravessada pela corrente elétrica, essa perovskita emite luz muito fortemente e pode ser um ótimo material para a fabricação de LEDs," disse a professora Ana Flávia.
Um LED e uma célula solar são essencialmente o mesmo componente, só que um funcionando ao contrário do outro: enquanto a célula solar capta a luz e gera eletricidade, o LED recebe a eletricidade e a transforma em luz. É por isso que se espera que as perovskitas venham a impactar uma ampla gama de tecnologias fotônicas.
Bibliografia:

Artigo: Nanoscale mapping of chemical composition in organic-inorganic hybrid perovskite films
Autores: Rodrigo Szostak, J. C. Silva, S.-H. Turren-Cruz, M. M. Soares, R. O. Freitas, A. Hagfeldt, H. C. N. Tolentino, Ana Flávia Nogueira
Revista: Science Advances
Vol.: 5, no. 10, eaaw6619
DOI: 10.1126/sciadv.aaw6619

Artigo: Synthesis of Polycrystalline Ruddlesden-Popper Organic Lead Halides and Their Growth Dynamics
Autores: Raphael F. Moral, Luiz Gustavo Bonato, José Carlos Germino, Willian Xerxes Coelho Oliveira, Rupini Kamat, Junwei Xu, Christopher J. Tassone, Samuel D. Stranks, Michael F. Toney, Ana Flávia Nogueira
Revista: Chemistry of Materials
Vol.: 31, 22, 9472-9479
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b03439


Tecnologia verde captura eletricidade diretamente do ar

Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br



Nanofios produzidos por uma bactéria geram eletricidade quando entram em contato com a umidade naturalmente presente no ar.
[Imagem: UMass Amherst/Jun Yao/Lovley labs]



Eletricidade retirada do ar
A ideia de coletar eletricidade diretamente do ar tem várias vertentes, desde o trabalho seminal do professor Fernando Galembeck, da Unicamp, que usou nanopartículas semicondutoras, até a coleta de ondas eletromagnéticas do ambiente, quaisquer que sejam suas origens.
Xiaomeng Liu e seus colegas da Universidade de Massachusetts, nos EUA, apresentaram agora uma nova abordagem.
Nanofios recobertos por proteínas eletricamente condutoras, produzidas pela bactéria Geobacter sulfurreducens , em contato com a umidade naturalmente presente no ar, geram eletricidade diretamente, no que a equipe chama de Air-gen, ou "gerador de eletricidade do ar".
O nanogerador requer apenas uma fina película de nanofios recobertos de proteínas, com menos de 10 micrômetros de espessura. A parte inferior do filme é depositada sobre um eletrodo, enquanto um eletrodo menor, que cobre apenas uma parte do filme de nanofios, fica no topo.
O filme adsorve o vapor de água da atmosfera, e uma combinação de condutividade elétrica e química superficial dos nanofios de proteínas, acopladas por meio dos minúsculos poros entre os nanofios dentro do filme, estabelecem as condições que geram uma corrente elétrica entre os dois eletrodos.
Isso torna a tecnologia "verde", dispensando quaisquer compostos químicos ou metálicos tipicamente presentes nas baterias.



Micrografia dos nanofios bacterianos e esquema do nanogerador.
[Imagem: Xiaomeng Liu et al. - 10.1038/s41586-020-2010-9]


Gerador de eletricidade do ar
A eletricidade gerada alcança 0,7 V, com uma densidade de corrente de cerca de 17 microamperes por centímetro quadrado de um filme de 7 micrômetros de espessura. Com a grande vantagem de que, ao contrário dos geradores triboelétricos, o suprimento de energia é constante.
Isso torna o dispositivo capaz de alimentar sensores e pequenos circuitos eletrônicos, como os da internet das coisas, o que coloca o Air-gen na categoria dos nanogeradores.
E a equipe já está pensando em transformar o protótipo de demonstração em um produto comercial. Para isso, eles planejam transformá-lo em um adesivo que possa ser usado para suprir energia para monitores de saúde e relógios inteligentes, eliminando a necessidade de baterias.
"O objetivo final é criar sistemas em larga escala. Por exemplo, a tecnologia pode ser incorporada à tinta de parede para ajudar a alimentar sua casa. Ou podemos desenvolver geradores a ar autônomos que forneçam eletricidade sem conexão à rede. Quando atingirmos a produção dos fios em escala industrial, eu realmente espero que possamos fazer grandes sistemas que darão uma grande contribuição à produção sustentável de energia," disse o professor Jun Yao.
Bibliografia:

Artigo: Power generation from ambient humidity using protein nanowires
Autores: Xiaomeng Liu, Hongyan Gao, Joy E. Ward, Xiaorong Liu, Bing Yin, Tianda Fu, Jianhan Chen, Derek R. Lovley, Jun Yao
Revista: Nature
DOI: 10.1038/s41586-020-2010-9

quarta-feira, 26 de fevereiro de 2020






Carros elétricos são veículos que funcionam, principalmente por eletricidade. Também chamados de veículos elétricos, ou VE, eles utilizam um ou mais motores elétricos para tração e propulsão. Diferentemente dos veículos convencionais que utilizam motores de combustão interna por gasolina, álcool ou diesel, os carros e caminhões elétricos utilizam motores alimentados por eletricidade, que é armazenada em baterias ou células a combustível.


Nem todos os veículos elétricos (VE) operam da mesma forma. Os híbridos plug-in possuem tanto motor elétrico, quanto motor a combustão. No caso do motor elétrico, ele utiliza energia proveniente de uma bateria, que é recarregada por uma fonte externa via cabo – plugue. Outros veículos elétricos dispensam totalmente o combustível líquido, operando exclusivamente por eletricidade, os chamados veículos “100% elétricos”. Outros ainda tem células de combustível de hidrogênio como fonte de energia para movimentar o motor – os veículos à célula de combustível.

Os carros híbridos convencionais também possuem um motor elétrico, no entanto não podem serem recarregados por uma fonte externa, em outras palavras, não são plug-in. Leia mais sobre carregadores de carro elétrico.

No que se refere a poluição do ar e emissão de gases que contribuem para o efeito estufa, carros e caminhões elétricos são mais limpos que os carros com motor a combustão interna. O tipo de veículo (híbrido plug-in, elétrico à bateria ou célula de combustível) e a fonte de energia são dois fatores fundamentais que determinam a redução – ou até mesmo a extinção – da emissão de poluentes. 

Quando as baterias dos veículos elétricos são carregadas por energia proveniente da rede, as emissões de gases de efeito estufa de um VE são comparáveis a um carro que andou por volta de 43 quilômetros com 1 litro de combustível, ou seja, menos poluentes que um carro comum. No entanto, quando carregadas exclusivamente com energia renovável, como solar fotovoltaica ou eólica, as emissões podem chegar praticamente a zero.

Mesmo que os carros elétricos sejam mais caros que um carro de motor a combustão, os custos para se manter um veículo elétrico são reduzidos quando se leva em consideração outros fatores, tais como preço do combustível, manutenção, seguros e impostos.  Carros 100% elétricos têm custos menores com o “combustível”, já que a energia elétrica é mais barata comparado ao preço da gasolina, álcool e diesel. Além disso, como o motor elétrico possui menores quantidades de peças, a manutenção também se reduz.

POR DENTRO DOS VEÍCULOS ELÉTRICOS


Híbrido Plug In oferece ótima performance ambiental e com menores custos de abastecimento se comparado com os veículos convencionais. Devido a possibilidade de uma recarga da bateria por meio de uma fonte externa, este tipo de veículo pode rodar com o motor elétrico parte do percurso, que antes seria utilizado pelo motor a combustão. Saiba mais sobre como os carros híbridos plug-in funcionam.

100% elétrico usa eletricidade como única e principal fonte de combustível, então é importante que a capacidade da bateria seja compatível com o motivo de utilização do carro. À medida que a oferta de pontos de recarga aumentar, como já vem acontecendo, menor será a dependência neste sentido. Levando em conta que os carros 100% elétricos são livres de emissão de poluentes e a gasolina pode ser substituída por eletricidade, eles podem o tipo de carro mais ecológico disponível. Veja como funciona um carro 100% elétrico.

Célula a combustível de hidrogênio ainda é um segmento menos comum no mundo dos veículos elétricos e possuem alguns benefícios significativos incluindo recarga rápida e autonomia maior que os carros elétricos – todavia ainda requerem estações de recarga de hidrogênio, o que ainda não está tão difundido no país. Conheça mais sobre como os carros a célula a combustível de hidrogênio funcionam.

Híbrido convencional tem a autonomia e a conveniência de abastecimento de um carro a motor a combustão enquanto oferece uma maior eficiência devido ao motor elétrico. Sua propulsão e tração são derivadas do combustível líquido (gasolina, álcool ou diesel), e sua bateria só é recarregada pelo frio regenerativo. 

sábado, 22 de fevereiro de 2020




Desde a sua fundação, em julho de 2003, a Tesla tem movimentado o mercado de automóveis no mundo todo. Sob o comando de Elon Musk a empresa se tornou sinônimo de uma nova era.
Os veículos autônomos e elétricos da empresa chamam a atenção não só pela tecnologia, mas também por seu design. E caíram no gosto popular, através de um trabalho incrível de construção de marca.
Porém, mesmo com tantos pontos favoráveis, a empresa sofreu ao longo dos anos com promessas não cumpridas, dificuldade de escala na produção e até mesmo com regulação.
Mas parece que agora a Tesla finalmente encontrou seu “ponto de inflexão”. Os números da empresa provam isso. Aliás, se quiser entender mais sobre o modelo de gestão de empresas como a Tesla, clique aqui.
Segundo dados do Statista, a Tesla se consolidou como a segunda maior empresa do setor de automóveis, superando os 100 bilhões de dólares em valor de mercado. À frente, apenas a Toyota, que fica pouco acima dos 200 bilhões de dólares.
No entanto, quando analisamos o número de veículos vendidos x o valor de mercado das empresas, o desempenho da Tesla é ainda mais impressionante.
A Toyota, que vale o dobro da Tesla, vendeu 27 vezes mais veículos no ano passado. Enquanto a empresa de Elon Musk entregou pouco mais de 367 mil carros, a empresa japonesa ultrapassou a marca dos 10 milhões de unidades entregues.
Mas por que a Tesla vale tanto, se entrega tão pouco, em relação a Toyota? Existem 5 pontos que nos ajudam a refletir sobre isso:
  1. A Tesla já nasceu como uma empresa de veículos elétricos, enquanto todo o mercado precisa fazer essa transição. Ninguém duvida que esse será o futuro dos automóveis.
  1. A empresa da Califórnia também nasceu com DNA digital. Como o próprio Elon Musk diz, enquanto outras empresas tentam colocar um computador dentro do carro, ele coloca rodas num computador.
  1. Existe uma forte tendência de que os veículos autônomos dominarão o mercado em algum momento, no futuro. E a Tesla lidera esse movimento.
  1. A Tesla precisava provar a sua capacidade de escala na produção de veículos. E isso parece ter sido resolvido. O gráfico mostra a evolução na capacidade produtiva da empresa e a expectativa para 2020 é de que o número quase dobre, por conta da nova fábrica recém inaugurada na China.
  1. O modelo de gestão adotado pela empresa carrega o mindset do Vale do Silício, que Musk traz desde a época da fundação do PayPal. Dá pra saber mais, clicando aqui.
A Tesla também está trabalhando para aumentar seu portfólio de produtos. Além dos 4 modelos de carros, a empresa lançou no final de 2019 o CyberTruck, que teve 250 mil pedidos na pré-venda, em pouco mais de 1 semana.
O veículo, que parece ter saído de um filme de ficção científica caiu no gosto popular e já tem incomodado concorrentes de peso, com demonstração de força e resistência. Dê uma olhada:
novos veículos – e a evolução dos modelos atuais – acontece num momento em que a Tesla atinge seu pico máximo de investimento em pesquisa e desenvolvimento. Ainda segundo dados do Statista, que traz dados de 2010 a 2018, quase US$ 3 bilhão de dólares foram investimentos em novas tecnologias nos últimos dois anos.
Esse valor é superior a todo o investimento feito pela empresa nos 7 anos anteriores, o que comprova seu apetite por continuar oferecendo “computadores com rodas” cada vez melhores e mais inovadores.

quinta-feira, 20 de fevereiro de 2020



CARROS ELÉTRICOS
( e quando a bateria arriar ?)


Ronaldo Salvagni – Foto: Divulgação via CEA Poli

Fonte :jornal.usp.br

Q
ualquer aparelho elétrico “autônomo”, ou seja, que não precisa estar ligado na tomada para  funcionar, usa baterias que podem ser trocadas ou recarregadas. Um carro elétrico não é diferente. Sua bateria não poderia também ser trocada, ao invés de obrigatoriamente ter que recarregar?

Nos carros elétricos atuais, a bateria “faz parte” do veículo, sendo muito difícil a sua troca, que seria quase equivalente a uma “reforma” do carro. Mas, tecnicamente, não precisa ser assim: a bateria poderia ser empacotada em um módulo com encaixes que, com equipamento adequado, poderia ser retirado do carro, substituído por outro em dois ou três minutos e o motorista seguiria em frente. As baterias retiradas seriam posteriormente recarregadas no próprio posto, fora do veículo, sem necessidade de equipamentos sofisticados. Os postos precisariam ter apenas o equipamento de troca, que seria padronizado para todos os veículos. Com isso, o motorista poderia fazer a recarga em sua casa, mas não precisaria ficar esperando a recarga no posto (uns 30 ou 40 minutos de “recarga rápida”, parcial), nem necessitaria ter pontos especiais na garagem de casa, do prédio ou do estacionamento.
Além disso, a bateria integrada ao carro implica um problema que não tem sido ressaltado até agora: a vida útil do veículo. No Brasil, até 2018 inclusive, a frota circulante de automóveis era de 37 milhões de veículos[1], sendo que apenas 42% (15 milhões) tinha menos de oito anos de idade. A duração de uma bateria depende do seu uso, mas também do tempo decorrido. Quanto tempo essa bateria vai durar?
A maioria dos fabricantes[2] está dando garantia de oito anos e 160 mil km, com capacidade residual de 60%, para as baterias de seus veículos. Atualmente, o custo de uma bateria nova (50 kwh) seria da ordem de US$ 12.000[3] para o fabricante. No Brasil, com tudo o que já conhecemos (impostos, taxas, etc.), o valor de uma bateria nova avulsa chegaria facilmente a uns R$ 90.000, sem instalação. Quando a bateria arriar, o carro todo virará sucata, pois o custo de substituição (uma bateria nova e cara, mais uma “quase reforma” no carro para instalá-la) não irá valer a pena. Ou seja, mais da metade dos carros em circulação no Brasil não estaria rodando.
Assim, comprar um carro elétrico com baterias integradas será um investimento alto de vida útil curta, que poderá ser viável para frotas ou esquemas de uso compartilhado, mas não o será para o consumidor comum. Um carro com baterias trocáveis pode ficar um pouco mais pesado e caro, mas há boas soluções técnicas para minimizar isso. Podemos, então, imaginar dois cenários mais prováveis para o futuro mercado do carro elétrico:
  • cenário 1, carro com baterias integradas ao veículo: vida útil vinculada à da bateria, muito cara. Viável apenas para carros de frotas ou esquemas de uso compartilhado, com sofisticada logística de recarga; poucos compradores para uso pessoal;
  • cenário 2, carro com baterias trocáveis: vida útil independente da bateria e grande facilidade de recarga. Vendas principalmente para consumidores individuais, com forte mercado de baterias alternativas.
Qual o cenário que mais interessa a todos nós?
Em tempo: boa parte do que foi dito acima também se aplica aos patinetes e bicicletas elétricos de uso urbano, tão na moda, bem como a veículos híbridos.

segunda-feira, 17 de fevereiro de 2020



Fonte:tecmundo.com.br/ciencia/150300-chineses-descobrem-transformar-chuva-energia.htm?f

Imagine se todas as chuvas de verão pudessem ser transformadas em eletricidade? Pesquisadores chineses desenvolveram uma máquina capaz de transformar apenas uma gota de chuva em 140 volts, o suficiente para acender 100 lâmpadas pequenas por um curto período de tempo.
Segundo uma pesquisa publicada na revista Nature na última quinta-feira (05), engenheiros da CityU, Universidade da Cidade de Hong Kong, estão pensando em como transformar essa força da natureza em energia com utilidades urbanas.

Inicialmente, as gotas da chuva caem sobre um eletreto, que é um material capaz de manter permanentes cargas elétricas. Em contato com essa superfície, as gotas potencializam a carga elétrica já existente. Assim, de gota em gota, a energia acumula-se e atinge um ponto de saturação. Esse processo gera uma “explosão” que, por sua vez, acende as pequenas lâmpadas.

"Nossa pesquisa mostra que uma gota de 100 microlitros (1 microlitro é igual a um milionésimo de litro) de água liberada a uma altura de 15 cm pode gerar uma tensão acima de 140 volts, e a energia gerada pode acender 100 pequenas luzes LED", explicou o professor e co-autor da pesquisa, Zuankai Wang, do departamento de engenharia mecânica da CityU.

Apesar de, efetivamente, o grupo já ter alcançado uma conversão bem-sucedida, essa “explosão” é momentânea. Isso significa que ainda não foi possível gerar um suprimento contínuo. Até que pesquisadores cheguem a essa solução, o equipamento não pode ser usado nas casas das pessoas.
Segundo o professor Zuankai Wang, os resultados iniciais da pesquisa, no entanto, podem representar uma alternativa renovável no futuro. 

sexta-feira, 14 de fevereiro de 2020