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Cientistas desenvolvem painel de energia solar mais fino do mundo capaz de mudar o mercado renovável

20 de dezembro de 2021 às 10:50
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Dentre as diversas vantagens,a flexibilidade, transparência e espessura mínima se destacam. [Imagem: Koosha Nassiri Nazif]

Pesquisadores desenvolveram um painel solar 15 vezes mais fino do que um papel normal. Até agora, o protótipo voltado para o mercado de energia solar conseguiu apenas 5,1% de eficiência, entretanto a estimativa é que atinja 27%,sendo capaz de revolucionar a indústria de energia renovável

Cientistas da Universidade de Stanford, situada nos EUA, desenvolveram o painel solar mais fino já construído até agora, que promete inovar o setor de energia renovável. O elemento ativo das células de energia solar é um material bidimensional, um semicondutor que conta com apenas uma camada atômica de espessura. O material, que recebe o nome de disseleneto de tungstênio, compõe uma classe chamada de dicalcogenetos de metais de transição, matérias que estão na base de novas arquiteturas da computação, como componentes eletrônicos, células de energia solar e novas tecnologias de telas. Leia também: Grafeno no mercado de armas ganha corpo no Brasil e entusiasma Bolsonaro.

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Novo painel solar atingiu 5,1% de eficiência

Esquema das células solares de TMDs. [Imagem: Koosha Nassiri Nazif et al. – 10.1038/s41467-021-27195-7]

Apesar de serem muito promissoras neste último caso, o fato é que os experimentos práticos realizados até o presente momento não conseguiram alcançar muito mais que 2% de eficiência das células de energia solar de TMDs, contra quase 30% das células a base de silício. Há pouco tempo, uma empresa do RJ criou uma telha de grafeno capaz de gerar energia solar e com vida útil de 80 anos.

Koosha Nazif e seus colegas pesquisadores conseguiram atingir uma otimização sem precedentes em relação a esses números através de três inovações. Entre as inovações no novo painel solar estão: o uso de contatos de grafeno, que não bloqueiam a luz solar porque são transparentes, o uso de uma cobertura de molibdenita para dopagem, antirreflexão e passivação, e também a criação de uma nova técnica que transfere as camadas monoatômicas para o substrato transparente e flexível sem que fossem causados danos.

O novo protótipo de painel solar atingiu 5,1% de eficiência de conversão de energia renovável, entretanto os cientistas estimam que, com suas melhorias, é teoricamente possível alcançar uma eficiência de 27% apenas ajustando os processos, chegando ao mesmo nível dos melhores e atuais painéis de energia solar do mercado de energia renovável, incluindo os de silício.

Protótipo do painel solar mais fino do mundo produz 4,4 watts por grama

O protótipo alcançou uma relação potência/peso 100 vezes maior do que qualquer um do seu tipo já desenvolvido. Essa proporção é essencial para aplicações móveis e portáteis, como carros elétricos e drones, e para capacidade de recarga em movimento, por meio da transferência de energia renovável sem fios.

Em termos de potência específica, o protótipo de painel solar gerou 4,4 watts por grama, um valor bastante competitivo com outras células de energia solar de película fina. Os cálculos dos cientistas também apontam que é possível melhorar bastante nesse quesito, chegando aos 46 watts por grama.

Vantagens do novo painel solar

O maior benefício do novo painel solar é sua espessura fina, que além de minimizar o seu custo material e uso, também torna as células de energia solar TMD leves, passíveis e flexíveis de serem moldadas em formas irregulares, como o teto de um carro, eletrônicos, ou a asa de um avião, por exemplo.

A parte mais grossa do protótipo de energia renovável não são as células solares, que medem apenas algumas centenas de nanômetros de espessura, mas sim, o polímero que as dá sustentação.

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