Questão 128 do ENEM 2024 (Ciências da Natureza)

Question

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 (A^m⁺ 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.

Accepted Answer

Alternativa E: gera uma diferença de potencial pela interação dos elétrons com os cátions.

Os íons dissociados da água da chuva interagem eletrostaticamente com a fina camada de grafeno, criando uma diferença de potencial entre a superfície do grafeno e a solução (um efeito semelhante ao de um pseudocapacitor de dupla camada elétrica), o que impulsiona o movimento de elétrons ao longo da superfície e gera corrente elétrica; essa é a alternativa correta. Opções como 'oxidar os cátions' ou 'formar um composto não metálico com os íons' descrevem reações químicas que não correspondem ao mecanismo físico de geração de diferença de potencial descrito no texto. O conceito envolvido é a geração de eletricidade por interação iônica em materiais nanoestruturados, como o grafeno.

Questão 128 do ENEM 2024

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