O Dispositivo Que Gera Energia Do Sol e Da Chuva

Todos já sabemos ou ouvimos falar de células solares (ou “painéis solares”) ou dispositivos que absorvem a luz e calor dos raios solares para produzir energia elétrica (ou eletricidade). Entretanto, ainda são poucas as pessoas que sabem ou ouviram falar de células pluviais, ou dispositivos que captam à água da chuva para também gerar energia elétrica. Por fim, uma novidade recentemente foi revelada e publicada por um grupo de pesquisadores chineses, que criaram a primeira célula solar-pluvial que pode gerar energia elétrica tanto com os raios solares como também com gotas das chuvas. Vamos entender um pouco mais?

A energia do Sol e da chuva

Apesar dos avanços nas células solares, uma coisa permanece constante, pois os dias chuvosos e nublados significam uma queda significativa na quantidade de eletricidade gerada. Mas e se usarmos a força mecânica das gotas das chuvas para gerar energia quando as células fotovoltaicas não conseguem funcionar?

A ideia não é original e vários pesquisadores já tentaram adicionar um pseudocapacitor (ler descrição no final deste texto) à uma célula solar fotovoltaica, criando um dispositivo final que gera energia elétrica tanto na presença de sol, quanto na de chuva. Mas esses dispositivos geralmente são complicados de serem fabricados e são volumosos, atrapalhando as células solares nos dias claros.

Agora, Yuqiang Liu e sua equipe, da Universidade Soochow, na China, desenvolveram um sistema híbrido que produz eletricidade das gotas das chuvas sem atrapalhar a geração de eletricidade nos dias de sol.

Faça chuva ou faça sol, o dispositivo solar-pluvial gera energia elétrica.

Um pouco sobre o dispositivo solar-pluvial

A equipe de Liu traçou sulcos em filmes finos de dois polímeros condutores bem conhecidos da eletrônica e das células solares de polímero e os colocou sobre um painel solar. A adição das texturas ao polímero aumentou o desempenho do pseudocapacitor quando ele é acionado pelas gotas de chuva.

A camada texturizada do polímero específico, por sua vez, atua como um eletrodo (positivo ou negativo) tanto para o pseudocapacitor como para a célula solar. Quando colocado entre os dois dispositivos, o material polimérico conduz a energia do pseudocapacitor para a célula solar.

Como os polímeros são transparentes, a célula solar continua gerando energia da luz do Sol em seu potencial máximo, ao mesmo tempo aproveitando as gotas das chuvas. Liu e sua equipe afirmam que este design simples demonstra um novo conceito de colheita de energia durante várias condições climáticas que pode ajudar a eliminar o problema da intermitência da energia solar.

O avanço foi possível graças ao uso de polímeros orgânicos para otimizar o nanogerador e a célula solar. A imagem “A” representa o polímero pronto e a imagem “B” representa uma camada texturizada que é responsável pela propriedade de absorção.

Com este dispositivo, será possível aumentar a eficiência das células atuais e gerar um grande potencial de aplicação em todo o mundo, colaborando na questão da geração de energia limpa na matriz energética.

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Pseudocapacitor: armazena energia elétrica por transferência de carga de elétrons entre o eletrodo e o eletrólito. Isso é feito através de reações de redução-oxidação (reações redox) e processos de intercalação, denominados de pseudocapacitância.

Bibliografia: Integrating a Silicon Solar Cell with a Triboelectric Nanogenerator via a Mutual Electrode for Harvesting Energy from Sunlight and Raindrops. Yuqiang Liu, Na Sun, Jiawei Liu, Zhen Wen, Xuhui Sun, Shuit-Tong Lee, Baoquan Sun. ACS NANO, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b00416

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