Química · eletricidade e íons · diferença de potencial · grafeno
Placas solares comuns dependem de dias ensolarados para gerar energia. Mas podemos gerar eletricidade com a ajuda de gotas de chuva, revestindo placas solares com uma fina camada de grafeno. Os íons dissociados a partir da água da chuva (Am⁺ e Bⁿ−) tornam a combinação grafeno e água da chuva um par perfeito para geração de energia. O processo requer apenas uma camada de grafeno para que grande quantidade de elétrons (e⁻) se movimente ao longo da superfície. TANG, Q. et al. A Solar Cell that is Triggered by Sun and Rain. Angewandte Chemie International Edition, n. 55, 2016 (adaptado). Ao produzir eletricidade em dias chuvosos, o grafeno
O que a prova mostra
Esquema colorido, em corte, de uma placa solar sob chuva.
Camada fina de água, tem íons escritos como Bn− (quatro deles) e Am+ (quatro deles). A de baixo, rotulada Camada fina de grafeno, é desenhada como uma malha hexagonal, com vários e− (elétrons) espalhados ao longo dela.Alto potencial elétrico; outra seta vermelha aponta para baixo, rotulada Baixo potencial elétrico.Fonte impressa: TANG, Q. et al. A Solar Cell that is Triggered by Sun and Rain. Angewandte Chemie International Edition, n. 55, 2016 (adaptado).
oxida os cátions dissolvidos na água da chuva
impede a difusão da água através das placas solares
diminui a energia de ativação da reação no pseudocapacitor
forma um compósito não metálico com os íons na água da chuva
gera uma diferença de potencial pela interação dos elétrons com os cátions
Os cátions da chuva se juntam aos elétrons do grafeno, criando um lado de potencial alto e outro baixo: essa diferença gera eletricidade.
Por que a E é a certa
A chuva traz íons dissolvidos. O grafeno tem "grande quantidade de elétrons" que se movem pela superfície. Os cátions da água são atraídos pelos elétrons do grafeno e se acumulam junto a ele. O esquema marca um lado de "Alto potencial elétrico" e outro de "Baixo potencial elétrico". Essa diferença de potencial, criada pela interação entre elétrons e cátions, é o que permite gerar corrente.
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