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O Projeto Energia Limpa / The Clean Energy Project

Status do Projeto e Descobertas:
Informações sobre o Projeto Energia Limpa pode ser encontrado nestas páginas ou no sítio web "Clean Energy @ Harvard". Os relatórios de progresso mais recentes podem também ser encontrados neste site. Para discutir ou fazer perguntas sobre este projeto, por favor visite o fórum "The Clean Energy Project".


Missão
A missão do Projeto Energia Limpa é encontrar novos materiais para a nova geração de células solares, e depois, dispositivos de armazenamento de energia. Utiliando o imenso poder computacional do World Community Grid, pesquisadores podem calcular as propriedades eletrônicas de dezenas de milhares de materiais orgânicos - muito mais do que seria possível testar em um laboratório - e determinar quais candidatos são mais promissores para desenvolver uma tecnologia de energia solar acessível.

Importância
Nós estamos vivendo na Era da Energia. A economia baseada em combustíveis fósseis do presente deve dar lugar à economia baseada em energias renováveis do futuro, mas chegar lá e um dos maiores desafios que a humanidade possui. A Química pode ajudar a vencer este desafio descobrindo novos materiais que possam coletar a radiação solar de uma forma eficiente, armazenar esta energia para um uso posterior, e reconverter esta energia previamente armazenada quando necessário.

O Projeto Energia Limpa usa química computacional e a vontade das pessoas em ajudar a procurar as melhores moléculas possíveis para: fotovoltaicos orgânicos que forneçam células solares baratas, polímeros para as membranas usadas em células de combustível para a geração de eletricidade, e como podemos montar melhor estas moléculas de forma a criar estes dispositivos. Nos ajudando a buscar combinatóriamente entre milhares de sistemas potenciais, os voluntários do World Community Grid estão contribuindo para este esforço.

Método
Os pesquisadores estão empregando mecânica molecular e cálculos estruturais eletrônicos para prever as propriedades ópticas e de transporte de moléculas que poderão se tornar a próxima geração de materiais para células solares.

A) Cálculos de mecânica molecular: Alguns dos computadores que estão contribuindo para o Projeto Energia Limpa estão executando cálculos de mecânica molecular de cristais moleculares, filmes finos e tipos de moléculas e polímeros para estudar as suas conexões e prever as propriedades de carga e transporte de energia de excitação dos materiais candidatos. Estes cálculos serão executados usando o programa de mecânica molecular CHARMM desenvolvido pelo grupo Karplus da Unversidade de Harvard.

B) Cálculos de estrutura eletrônica: Para obter as propriedades ópticas e de transporte eletrônico relevantes, alguns dos computadores conectados ao Projeto Energia Limpa estarão computando cálculos usando métodos de função de onda (como o Hartree-Fock ou teoria de perturbação de segunda ordem) e teoria da densidade funcional. Estes cálculos ajudarão os pesquisadores a construir uma base de dados de propriedades moleculares que, junto com os resultados dos cálculos de mecânica molecular nos ajudarão a identificar materiais potencialmente candidatos. Os cálculos de estrutura eletrônica serão feitos com o programa de química quântica Q-Chem, desenvolvido pela Q-Chem, Inc.