Como funciona o sistema de distribuição de corrente contínua e o sistema de distribuição de corrente alternada?

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/09/2021

Como funciona o sistema de distribuição de corrente contínua e o sistema de distribuição de corrente alternada?

A inova��o consiste em uma esp�cie de dopagem do pl�stico, criando um revestimento com maior capacidade de isolamento.
[Imagem: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology]

Cabos HVDC

� bem conhecida a briga entre Thomas Edison, que propunha a ado��o da corrente cont�nua (CC), e Nikola Tesla, que propunha a ado��o da corrente alternada (CA).

Tesla venceu, e hoje virtualmente toda a infraestrutura el�trica mundial usa a corrente el�trica alternada.

Nos �ltimos anos, por�m, v�rios estudos t�m demonstrado que h� vantagens em migrar o sistema el�trico para corrente cont�nua.

De fato, cabos de corrente cont�nua de alta tens�o podem transportar eletricidade de maneira eficiente por longas dist�ncias. Por isso tem havido muito esfor�o para o desenvolvimento de novas camadas de isolamento, que permitam que esses cabos HVDC (High Voltage Direct Current Cables) sejam enterrados no subsolo ou lan�ados no fundo do mar, como os cabos de telecomunica��es.

"Para lidarmos com a crescente demanda global por eletricidade, cabos HVDC eficientes e seguros s�o um componente essencial. O fornecimento de energia renov�vel pode flutuar, portanto, ser capaz de transportar eletricidade atrav�s de redes de longa dist�ncia � uma necessidade para garantir um sistema de distribui��o est�vel e confi�vel," comenta o professor Christian M�ller, da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Su�cia.

Revestimento de baixa condutividade

Uma das maneiras de reduzir a perda de eletricidade durante a transmiss�o � aumentando o n�vel de tens�o de corrente cont�nua. O problema � que aumentar a tens�o afeta o isolamento dos cabos de corrente cont�nua de alta tens�o atuais.

A equipe do professor M�ller desenvolveu ent�o uma nova forma de reduzir a condutividade desse revestimento isolante. Para isso, eles foram buscar inspira��o no processo de dopagem usado na eletr�nica - a adi��o de quantidades min�sculas de um material para controlar as propriedades do material principal, normalmente o sil�cio.

A base do novo material � o conhecido polietileno, que j� � usado para isolamento em cabos HVDC. Ao adicionar quantidades muito pequenas - 5 partes por milh�o - do pol�mero conjugado conhecido como poli(3-hexiltiofeno), ou P3HT, os pesquisadores conseguiram diminuir a condutividade el�trica do revestimento em at� tr�s vezes.

O aditivo P3HT � um material amplamente estudado e, dadas as pequenas quantidades necess�rias, abre novas possibilidades para os fabricantes de cabos. Outras poss�veis subst�ncias, testadas anteriormente para reduzir a condutividade, s�o nanopart�culas de v�rios �xidos met�licos e outras poliolefinas, mas estas requerem quantidades significativamente maiores.

"Na ci�ncia dos materiais, n�s nos esfor�amos para usar aditivos nas menores quantidades poss�veis, a fim de aumentar o potencial de sua utiliza��o pela ind�stria e para um melhor potencial de reciclagem. O fato de que apenas uma pequena quantidade desse aditivo � necess�ria para conseguir o efeito � uma grande vantagem," disse M�ller.

Como funciona o sistema de distribuição de corrente contínua e o sistema de distribuição de corrente alternada?

A inova��o abre uma nova �rea de pesquisas na utiliza��o de compostos polim�ricos no campo da energia e da eletr�nica.
[Imagem: Amir Masoud Pourrahimi et al. - 10.1002/adma.202100714]

Pl�sticos para transporte e armazenamento de energia

Os pol�meros conjugados, como o P3HT, t�m sido usados para projetar dispositivos eletr�nicos flex�veis e fabricados por impress�o, no campo da eletr�nica org�nica.

No entanto, esta � a primeira vez que eles s�o usados e testados como aditivos para modificar as propriedades de um pl�stico commodity, como o polietileno. Por isso, os pesquisadores acreditam que sua descoberta pode levar a in�meras novas aplica��es e dire��es de pesquisa.

"Nossa esperan�a � que este estudo possa realmente abrir um novo campo de pesquisa, inspirando outros pesquisadores a olhar para o design e a otimiza��o de pl�sticos com propriedades el�tricas avan�adas para aplica��es de transporte e armazenamento de energia," disse M�ller.

Bibliografia:

Artigo: Repurposing Poly(3-hexylthiophene) as a Conductivity-Reducing Additive for Polyethylene-Based High-Voltage Insulation
Autores: Amir Masoud Pourrahimi, Sarath Kumara, Fabrizio Palmieri, Liyang Yu, Anja Lund, Thomas Hammarstr�m, Per-Ola Hagstrand, Ivan G. Scheblykin, Davide Fabiani, Xiangdong Xu, Christian M�ller
Revista: Advanced Materials
Vol.: 33 (27): 2100714
DOI: 10.1002/adma.202100714

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