Camuflagem termal passiva protege baterias dos carros eltricos
Mecnica
Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/07/2023
Dois carros eltricos foram usados para testar a capa trmica.
[Imagem: Huaxu Qiao]
Proteo para baterias dos carros eltricos
Entrar em um carro deixado ao Sol no est entre as coisas mais divertidas a se fazer, mas o problema pode ser bem maior do que o desconforto se voc tiver um carro eltrico.
Quando um veculo eltrico fica estacionado do lado de fora, sua temperatura pode variar muito do dia para a noite e de estao para estao, acelerando muito a deteriorao das baterias.
Mas a ajuda j est a caminho: Uma capa capaz de resfriar um carro em 8 C em um dia quente, ou aquec-lo em 6,8 C noite. E fazer isto sem gastar eletricidade.
Essa autntica camuflagem termal, feita de slica e alumnio, faz seu trabalho passivamente, sem precisar ser ligada a qualquer fonte de energia externa, alm de operar de modo intercambivel, sem qualquer modificao, entre climas quentes ou frios.
E isso a torna muito verstil e multiaplicaes, podendo cumprir um papel em uma variedade de situaes.
“A camuflagem trmica como uma roupa para veculos, edifcios, espaonaves ou mesmo habitats extraterrestres, para manter tudo fresco no vero e aquecido no inverno,” disse o professor Kehang Cui, da Universidade Jiao Tong, na China.
O material resfria e aquece passivamente, sem gastar eletricidade.
[Imagem: Huaxu Qiao et al. – 10.1016/j.device.2023.100008]
Manta trmica para carros
A capa emprega um efeito chamado “reciclagem de ftons” – essencialmente, qualquer energia presa sob a capa vai ricochetear entre o carro e a capa, em vez de escapar para o ambiente externo.
Sua parte externa, voltada para o ambiente, feita de finas fibras de slica revestidas com flocos de nitreto de boro hexagonal, um material cermico semelhante ao grafite, que aumenta a refletividade solar das fibras. Essas fibras so ento tranadas e entrelaadas para formar um tecido. Esse tecido finalmente colado camada interna, voltada para o carro, que feita de uma liga de alumnio.
Todo o projeto foi desenvolvido visando a produo da manta trmica em escala industrial. Por exemplo, o uso de fibras de slica mais finas teria aumentado a refletividade solar, mas elas seriam mais fracas e no poderiam ser produzidas com as tcnicas de tecelagem em nvel industrial. Alm disso, os materiais usados, incluindo alumnio, slica e nitreto de boro, so todos de baixo custo e tornam a capa leve, durvel e resistente ao fogo.
Alm de a eficincia ter surpreendido os pesquisadores, o material leve e resistente.
[Imagem: Huaxu Qiao]
Aquecimento sem gastar energia
Para avaliar o desempenho da manta trmica, os pesquisadores realizaram testes em veculos eltricos estacionados ao relento em condies ambientais tpicas de Xangai.
Enquanto a temperatura da cabine de um carro descoberto chegava a 50,5 C ao meio-dia, a cabine do carro coberto chegava a 22,8 C, ou seja 27,7 C mais baixa que a do carro descoberto e 7,8 C mais baixa do que a temperatura externa. meia-noite, o carro coberto ficou 6,8 C acima da temperatura externa, nunca caindo abaixo de 0 C no inverno.
“Esta a primeira vez que conseguimos um aquecimento acima da temperatura ambiente em quase 7 C durante as noites de inverno,” disse Cui. “Isso tambm foi surpreendente para ns – no h entrada de energia ou Sol e ainda conseguimos um aquecimento.”
J nascida visando a fabricao industrial, a nova capa dever estar no mercado nos prximos meses.
Artigo: Scalable and durable Janus thermal cloak for all-season passive thermal regulation
Autores: Huaxu Qiao, Zhequn Huang, Jianming Wu, Jie Shen, Heng Zhang, Qixiang Wang, Wen Shang, Wei Tang, Tao Deng, Hongxing Xu, Kehang Cui
Revista: Device
Vol.: 100008
DOI: 10.1016/j.device.2023.100008
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