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
Esta questão avalia o conceito de geração de diferença de potencial elétrico a partir da interação entre íons e elétrons livres no grafeno — um fenômeno eletroquímico aplicado a tecnologias de energia renovável.
O grafeno é um excelente condutor elétrico por possuir elétrons livres em sua estrutura. Conforme a imagem, quando a água da chuva entra em contato com a camada de grafeno, os cátions A^{m+} dissolvidos interagem eletrostaticamente com os elétrons (e^-) do grafeno na interface água-grafeno. Essa interação provoca uma separação de cargas: região de alto potencial elétrico no lado da água (onde se concentram os cátions) e baixo potencial elétrico no lado do grafeno. Essa diferença de potencial é o que impulsiona o fluxo de elétrons pelo circuito, gerando corrente elétrica.
As demais alternativas estão incorretas pois: o grafeno não realiza reação de oxidação com os cátions (não há transferência de elétrons em sentido redox); não atua como barreira à difusão de água; não age como catalisador reduzindo energia de ativação; e não forma um compósito com os íons — a interação é eletrostática e superficial, não química.
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