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
- A
oxida os cátions dissolvidos na água da chuva.
- B
impede a difusão da água através das placas solares.
- C
diminui a energia de ativação da reação no pseudocapacitor.
- D
forma um compósito não metálico com os íons na água da chuva.
- E
gera uma diferença de potencial pela interação dos elétrons com os cátions.
gabarito
Resolução
A questão aborda a geração de eletricidade em dias chuvosos utilizando placas solares revestidas com uma fina camada de grafeno. O texto explica que os íons dissociados da água da chuva (A\(^{m+}\) e B\(^{n+}\)) tornam a combinação de grafeno e água da chuva um par perfeito para a geração de energia. O processo requer apenas uma camada de grafeno para que uma grande quantidade de elétrons (e\(^{-}\)) se mova ao longo da superfície.
Para entender por que a resposta correta é a que foi indicada, é importante analisar o mecanismo descrito:
1. Interação entre íons e grafeno: Quando a água da chuva, que contém íons dissociados, entra em contato com a camada de grafeno, ocorre uma interação entre os íons positivos (cátions) e os elétrons livres presentes no grafeno.
2. Movimento de elétrons: Essa interação faz com que os elétrons no grafeno se movam, criando uma diferença de potencial elétrico. Esse movimento de elétrons é essencial para a geração de eletricidade.
3. Diferença de potencial: A diferença de potencial elétrico gerada pela interação dos elétrons do grafeno com os cátions na água da chuva é o que permite a geração de eletricidade. Esse processo é similar ao funcionamento de uma célula eletroquímica, onde a diferença de potencial entre dois pontos gera uma corrente elétrica.
Portanto, a camada de grafeno, ao interagir com os íons presentes na água da chuva, gera uma diferença de potencial elétrico devido à movimentação dos elétrons. Essa diferença de potencial é crucial para a produção de eletricidade em dias chuvosos.