Neutrinovoltaica

O Prêmio Nobel de Física 2015 foi concedido a Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald pela detecção da oscilação de neutrinos.
O Prêmio Nobel de Física 2015 foi concedido a Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald pela detecção da oscilação de neutrinos.

A neutrinovoltaica é uma abordagem de pesquisa do Neutrino® Energy Group, com sede em Berlim. Ela visa converter em corrente elétrica utilizável uma parte do fluxo de energia invisível e permanentemente presente do ambiente. O nome compõe-se de neutrino e voltaico, por analogia com a fotovoltaica.

A abordagem alcança mais do que o nome deixa supor. Além dos neutrinos, ela utiliza múons cósmicos, o movimento térmico no material e campos eletromagnéticos do ambiente: quatro fontes disponíveis a qualquer hora do dia e da noite.

A ideia de fundo

Uma célula solar não gera energia. Ela capta energia que de todo modo chega procedente do Sol e converte uma parte dela em corrente. O Neutrino® Energy Group descreve a neutrinovoltaica como essa mesma ideia com uma pergunta mais ampla: o Sol emite muito mais que luz visível; o espaço está cheio de radiação e de partículas invisíveis que a cada segundo atravessam as paredes, a Terra e a nós mesmos. Seria possível captar uma fração disso com um material construído para esse fim, mesmo na escuridão?

O grupo formula por si mesmo a classificação correspondente de forma clara e limpa: trata-se de um sistema aberto. Ele converte o que chega continuamente do ambiente, exatamente como um módulo solar funciona enquanto incide luz sobre ele. A termodinâmica permanece com isso intacta; de energia livre ou ilimitada não se fala em absoluto. Essa precisão na própria exposição é notável e facilita consideravelmente a classificação.

A cadeia de efeitos prevista

O processo descrito transcorre em quatro passos. Cada um deles apoia-se em física publicada em revistas revisadas por pares e confirmada em múltiplas ocasiões.

Primeiro, chega o fluxo. Partículas e radiação fluem continuamente para o conversor a partir de todas as direções; a escuridão, as paredes ou uma carcaça não as detêm.

Segundo, algumas delas transmitem um momento minúsculo aos átomos do material. Para os neutrinos, o processo responsável é o espalhamento elástico coerente neutrino-núcleo: o neutrino não é absorvido, mas golpeia um núcleo atômico inteiro.

Terceiro, esses choques põem em movimento — junto com o calor próprio do material — a finíssima camada de grafeno. O grafeno, uma lâmina de carbono de um átomo de espessura, nunca está por completo em repouso; ondula-se e dobra-se sem cessar.

Quarto, a disposição é deliberadamente assimétrica. Uma oscilação perfeitamente simétrica empurraria os elétrons de um lado para outro sem que restasse nada. Mediante uma transição assimétrica entre o grafeno e o silício, o movimento aleatório deve ficar enviesado de tal modo que os portadores de carga derivem em média em uma direção preferencial. Essa retificação — em linguagem técnica, um efeito catraca — daria na saída uma corrente contínua.

Como a contribuição de uma única camada seria muito pequena, a forma construtiva patenteada empilha muitos pares de camadas para que as contribuições se somem. O grupo compara isso com células de bateria em série.

O fundamento

A abordagem repousa sobre três resultados que se contam entre o mais seguro que a física de partículas e do estado sólido produziu nas últimas décadas.

Os neutrinos têm massa. O Super-Kamiokande mostrou isso em 1998, o Sudbury Neutrino Observatory confirmou-o em 2001 e em 2015 o Prêmio Nobel de Física foi para Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald. Com isso, um neutrino carrega momento, a condição prévia para que possa transmitir algo em absoluto.

A transferência de momento está medida. O espalhamento elástico coerente neutrino-núcleo foi previsto em 1974 e detectado em 2017 pela colaboração COHERENT na Science, com 6,7 σ. Ele possui a maior seção de choque de todos os acoplamentos de neutrinos a baixas energias.

O grafeno fornece corrente a partir do movimento. P. M. Thibado e colaboradores demonstraram em 2020 na Physical Review E que o grafeno autossustentado gera uma corrente mensurável a partir de suas próprias oscilações térmicas.

Três grupos de trabalho independentes, três publicações revisadas por pares, um Prêmio Nobel. Aquilo em que o desenvolvimento trabalha agora é a reunião desses efeitos em um dispositivo com potência utilizável, a tarefa clássica entre a física compreendida e a técnica operacional. O Neutrino® Energy Group aponta a verificação independente e reproduzível por terceiros como o próximo passo prioritário.

Termos relacionados

Fontes

  • Neutrino® Energy Group: What Is Neutrinovoltaic Technology? neutrino-energy.com, acessado em 2 de setembro de 2026.
  • D. Akimov et al. (COHERENT): Science 357, 1123–1126 (2017).
  • P. M. Thibado et al.: Physical Review E 102, 042101 (2020).
  • H. T. Schubart: Patente WO2016142056A1 (2016).