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Geração nanotecnológica (1 notícias)

Publicado em 01 de agosto de 2008

Por Nora Faria

O desenvolvimento de pesquisas na área da nanotecnologia ganha cada vez mais espaço no mundo todo. No Brasil, o estudo para a elaboração de um novo catalisador aumenta a possibilidade de utilização para a geração elétrica

A nanotecnologia é um dos principais focos de pesquisa, desenvolvimento e inovação tecnológica em todo o mundo. Esse grande interesse deve-se ao leque de possibilidades que a descoberta proporciona nas mais variadas áreas. A tecnologia, que teve começo simbólico por uma palestra proferida no final de 1959, pelo físico Richard Feynman, no Instituto de Tecnologia da Califórnia, ganha cada vez mais destaque e promete revolucionar radicalmente todos os setores, inclusive de energia elétrica.

A tecnologia consiste na criação de materiais, processos e equipamentos na escala dos milionésimos de milímetro, correspondendo um nanômetro a um metro dividido por um bilhão de vezes. Essa técnica permite fabricar processadores muito menores e muito mais rápidos que os atuais e torna possível guardar a informação em cada átomo.

A nanotecnologia possibilita as mais variadas aplicações nas áreas de medicina, biologia, agricultura, entre outras. Na área de energia, algumas das pesquisas estão ligadas à redução de consumo e geração de energia elétrica.

Esta e outras propostas impulsionam os investimentos no desenvolvimento da tecnologia em todos os setores. Desde 1998, o governo americano, por exemplo, vem investindo cerca 500 milhões de dólares por ano. A União Européia e o Japão também investem centenas de milhões.

No Brasil, o Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) informou que serão destinados 30 milhões de reais neste ano para pesquisas nanotecnológicas, com previsão de 150 milhões de reais para os próximos três anos. Apesar de ser um valor menor, se comparado ao investido pelos países mais ricos, indica uma tendência de crescimento e possibilidades futuras de descobertas de novas tecnologias e geração de negócios na área.

Alguns dos setores que recebem esse tipo de investimento já mostraram resultados. A Universidade Federal da Paraíba (UFPB) e a Universidade Estadual Paulista (Unesp), por exemplo, estão melhorando a eficiência de catalisadores com o objetivo de desenvolver células combustíveis em residências para aperfeiçoar e obter energia elétrica domiciliar. A pesquisa também pretende viabilizar o uso da nanotecnologia em carros movidos a hidrogênio.

O professor titular da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), doutor em física-química pelo Instituto de Física da Universidade Estadual de São Paulo (USP) e diretor do Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos, Elson Longo, conta sobre as pesquisas realizadas em parceria com o professor Antonio Gouveia, do Laboratório de Termoquímica e Materiais da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). O objetivo é aprimorar os dispositivos de energia alternativa com uso de materiais nanoestruturados. Ele conta quais os processos já desenvolvidos e as propostas em estudo que, provavelmente, farão parte do nosso dia-a-dia nos próximos anos.

Qual a definição para nanotecnologia?

A nanotecnologia é a ciência que estuda as partículas nanométricas. Um milímetro dividido por um milhão significa um nano.

Quando teve início o estudo sobre a viabilidade do uso nanotecnologia na geração de energia elétrica?

O Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos sempre teve preocupação com o desenvolvimento de pesquisas na área de energia. Há mais de 15 anos que são feitas pesquisas de novas fontes com a pretensão de desenvolver energia mais limpa possível. Uma dessas alternativas consiste no uso de materiais em estruturas nanométricas.

Como se dá o uso da nanotecnologia na geração de energia?

A nanotecnologia pode melhorar vários níveis da obtenção de energia. Por exemplo, no petróleo há possibilidade de utilizar catalisadores nanométricos, que tornarão o sistema mais eficiente. Um outro ramo seria a decomposição de gases, como o metano e o gás carbônico, para obter o hidrogênio e CO. O hidrogênio, nesse caso, pode interagir no oxigênio em uma célula combustível e obter água e energia elétrica.

Com a interação com o oxigênio, é possível obter energia térmica que produzirá energia elétrica.

Relate o processo de geração de energia elétrica, com uso da nanotecnologia, desenvolvida pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB) em parceria com a Universidade Estadual Paulista (Unesp).

Por meio do novo processo, nanopartículas de níquel metálico, colocadas sobre uma superfície de óxido de silício porosa, formando um catalisador que age em uma mistura de metano e gás carbônico, resultando em hidrogênio e monóxido de carbono, o chamado gás reforma. Essa resultante passa por um sistema, transformando-se em água e energia elétrica, numa forma de energia limpa.

Quando foi desenvolvido esse sistema?

Esse sistema foi realizado há três anos e continuamos trabalhando na reforma de metano, procurando catalisadores mais eficientes.

A proposta desenvolvida há três anos chegou a ser aplicada na prática?

O primeiro catalisador desenvolvido com o CO e o hidrogênio já está em prática em uma usina siderúrgica a fim de melhorar o desempenho. No primeiro ano, o novo sistema funcionou como um protótipo, mas agora é definitivo. Foi constatada redução no consumo com a utilização do novo sistema? Sim. Por ano houve economia de dez milhões de dólares, porém esse resultado é paliativo. O maior objetivo é desenvolver células combustíveis em residências para melhorar e obter energia elétrica domiciliar. Outra proposta é utilizar em carros movidos a hidrogênio.

O novo catalisador, em desenvolvimento, deve viabilizar essas propostas?

O novo catalisador de células viabilizará ainda mais esse caminho.Nos resultados preliminares ficou perceptível que a decomposição de metano é muito mais eficiente perante o novo catalisador. Inclusive, já existem parceiros que estão pensando na absorção em nível industrial.

Algum protótipo já foi desenvolvido?

Esse sistema ainda está sendo trabalhado para melhorar o nível do resultado para a utilização de células, pois ainda é baixa. A primeira parte, que é a obtenção de hidrogênio, já foi desenvolvida e é um dos caminhos importantes para a geração de energia. Precisamos melhorar  a  segunda parte, que é a interação do para obter energia elétrica.

Em quanto tempo o desenvolvimento da segunda parte da pesquisas deve ser concluído?

Essa segunda parte pode ser desenvolvida em uma hora, em um minuto ou anos de trabalho. Depende do insight de nossos pesquisadores. Depende de pesquisas, de caminhos mais viáveis, mais econômicos e menos complexos para a obtenção de energia elétrica a partir do hidrogênio e oxigênio.

Como seriam projetados os equipamentos para uso dessa tecnologia na geração de energia elétrica?

Os equipamentos seriam instalados em residências e veículos motorizados, havendo dois dispositivos. No caso das residências, um para transformação do metano em hidrogênio e CO, por catálise, e outro convertendo hidrogênio e oxigênio em água, gerando energia elétrica.

Como essa energia elétrica seria comprada?

O consumidor compraria o combustível, no caso o metano.

Qual a viabilidade de aplicação dessa pesquisa em grande escala?

Normalmente o laboratório trabalha pensando em grande escala. Para fazer qualquer projeto primeiro é verificado se o sistema é viável economicamente, o que significa que seria possível produzir em escala. Caso contrário, não é dado início ao projeto.

O custo da fabricação ainda é muito alto?

O custo de fabricação depende muito da quantidade de equipamentos que será fabricado. O protótipo inicial é caríssimo e inviável comercialmente.

A proposta oferece vantagens para a preservação do meio ambiente?

O sistema consegue manter o coeficiente de CO2 na atmosfera estável, gerando um produto concedido de água. O metano é um gás extremamente nocivo para o ser humano e, por meio desse processo, é todo eliminado, transformando o monóxido de carbono em hidrogênio. O monóxido de carbono gerará energia térmica que, por sua vez, gerará energia elétrica. No final, com uma molécula de gás carbônico foram gerados dois tipos de energia - energia elétrica e energia térmica convertida em elétrica - com a mesma quantidade de CO2, o qual não aumentou nem diminuiu.

O objetivo do desenvolvimento dessas pesquisas é substituir as atuais formas de geração de energia?

O panorama energético no Brasil e no mundo comprova que cada vez mais haverá maior demanda de energia. Na realidade, substituir as atuais formas de geração de energia só seria possível se fosse inventado um processo extremamente revolucionário. Sendo assim, a nanotecnologia é mais uma alternativa para evitar a falta de energia.

Ainda é preciso aumentar o investimento por parte do governo federal para impulsionar os estudos?

No centro de pesquisa em que atuo é investido R$ 1,2 milhão por ano pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), o que é suficiente. Todavia, para desenvolver outras pesquisas precisamos conquistar verbas. Temos outros caminhos para a energia envolvendo nanotecnologia e, para isso, serão necessários novos investimentos do governo.

Quais são esses projetos e o que pretende?

Dentro da área de energia, as pesquisas pretendem desenvolver células para a captação de energia solar e para melhorar o sistema para a captação de energia eólica. Estudamos ainda sistemas que melhorem a utilização de energia, pois há muita perda na transmissão da energia elétrica. A idéia é ter tecnologia cada vez mais “doméstica” para evitar perda ao conduzir a grande distância.

Quantas pessoas trabalham no desenvolvimento dessas pesquisas?

São 35 pessoas desenvolvendo esses trabalhos na parte de energia.

Quais os países que estão mais desenvolvidos na área de nanotecnologia?

Como é uma área muito nova, os grandes investidores em nanotecnologia são os Estados Unidos, o Japão e alguns países da Europa. Esses países estão investindo bilhões de dólares em pesquisas e desenvolvimento dessa área.

Como você avalia o Brasil nesse tipo de estudo?

O Brasil é um País em desenvolvimento e nos últimos oito anos percebo uma postura diferente não só na área de nanotecnologia, mas em pesquisa em geral. O Ministério da Ciência e Tecnologia está investindo fortemente em pesquisas e no aumento nas bolsas concedidas aos pesquisadores para tais fins.

Algum outro fator contribuiu para o avanço das pesquisas em todo o mundo?

A área da nanotecnologia teve o “boom” de desenvolvimento iniciado há cinco anos em função dos novos equipamentos projetados para ver os sistemas em nível nano. Esse avanço aconteceu em razão dos novos equipamentos que as grandes indústrias conseguiram colocar à disposição dos cientistas de modo geral. Novos microscópios, novos equipamentos de leitura que tornaram o cientista mais competente para ver o nível nanométrico.

Qual o futuro da nanotecnologia na geração de energia elétrica?

No menor tempo possível pretendemos ter células combustíveis mais eficazes. Catalisadores em nível nanométrico que transformem gás em elementos fundamentais para a geração de energia elétrica. Também pretendemos criar células orgânicas e inorgânicas, que captem fótons para transformar energia solar em energia elétrica, e ainda elementos que permitam a captação de energia eólica mais facilmente. Esses são os avanços que pretendemos a médio e longo prazos.