E se os seus futuros painéis solares produzissem o dobro de eletricidade com a mesma área de superfície? Pesquisadores japoneses e alemães desenvolveram um método para capturar a energia normalmente perdida na forma de calor.
Nossos atuais painéis solares são, por natureza, um enorme desperdício. Durante décadas, enfrentamos um teto físico frustrante. Uma célula típica só pode converter cerca de um terço da energia solar em eletricidade. O resto? Aquece os pássaros ou o seu telhado, simplesmente perdido em forma de calor.
O problema vem dos fótons de alta energia. Quando atingem o silício, excitam os elétrons, mas o excesso de energia se dissipa instantaneamente. É como tentar encher um copo d’água com uma mangueira de incêndio: a maior parte acaba faltando.
Mas uma equipa da Universidade de Kyushu, no Japão, associada à Universidade de Mainz, acaba de publicar resultados que podem mudar tudo.
Eles conseguiram exceder o limite de rendimento teórico usando uma técnica chamada divisão de estado singleto. A ideia é brilhante: em vez de deixar um fóton de alta energia gerar apenas um portador de eletricidade (um exciton), nós o forçamos a se dividir para criar dois. É o equivalente energético de “compre um, ganhe outro” e é o que torna possível atingir esse número impressionante de 130% de rendimento quântico.
Avaliado em 9/10 por Frandroid, o SolarFlow 2400AC+ em pacote custa -€420!
A sua produção solar excede o seu consumo? O SolarFlow 2400AC+ direciona automaticamente o excedente para as baterias para uso à noite. Reduza sua conta 24 horas por dia.
Para ir mais longe
Quais são os melhores kits de painéis solares Plug and Play? Nossa comparação
Molibdênio e rotação invertida
Para conseguir esse feito, os pesquisadores não usaram simples cristais de silício. Eles projetaram um complexo metálico à base de molibdênio. Este material atua como um emissor spin-flip. Simplificando, imagine um comutador de trem ultrarrápido que altera o estado magnético dos elétrons para evitar que percam energia antes de poderem ser usados.
Ao modificar este estado de rotação, o sistema “captura” energia seletivamente. Anteriormente, as tentativas de divisão singlete falharam porque a energia vazou para outras moléculas antes de ser transformada em corrente. Aqui, o mecanismo de perda foi drasticamente reduzido. Concretamente, isto significa que para cada fotão capturado, recuperamos mais estados portadores de energia do que a física clássica nos permitia esperar.
O molibdênio é a pedra angular aqui. Este metal, frequentemente utilizado em ligas de aço, revela-se um candidato perfeito para estas manipulações quânticas. Os resultados, validados pela comunidade científica, mostram que podemos finalmente considerar células solares que não irão consumir alguns pontos de eficiência a cada cinco anos, mas que mudam radicalmente a sua categoria de eficiência.
Para ir mais longe
Aqui está o estado dos painéis solares após 30 anos de produção num telhado (é incrível)
Entre o protótipo de laboratório e a realidade industrial
Agora vamos acalmar um pouco o entusiasmo: tudo isso ainda acontece nos laboratórios. Não estamos falando de painéis que você poderá comprar da Leroy Merlin ou da MonKitSolaire no próximo ano.
O desafio para a equipa internacional agora é passar de um sistema líquido ou molecular para estruturas sólidas e estáveis. Integrar esses materiais em uma camada fotovoltaica industrial sem que eles se degradem sob os raios UV é outra questão.
No entanto, a implicação vai muito além da simples produção de eletricidade. Este domínio do spin e do rendimento quântico poderia irrigar outros setores tecnológicos. Estamos a pensar em particular nos ecrãs LED, que poderão tornar-se muito menos intensivos em energia, ou mesmo na computação quântica, que depende enormemente da gestão destes estados de spin.
Acabamos de provar que os limites que pensávamos serem imutáveis são apenas etapas. Se os pesquisadores conseguirem estabilizar esse processo em painéis rígidos, o custo dos quilowatts-hora solares poderá entrar em colapso. Não seria mais uma simples transição energética, mas uma verdadeira explosão na rentabilidade das energias renováveis em comparação com os combustíveis fósseis.
É simples, a mídia especializada fala de um grande avanço científico.
Para ir mais longe
Veja quanto os painéis solares híbridos (térmicos) podem reduzir suas necessidades de aquecimento
Encontre todos os artigos do Frandroid diretamente no Google. Inscreva-se em nosso perfil do Google para não perder nada!