MADRID, 11 set. (EUROPA PRESS) -
Cientistas da Universidade de Yunnan (China) levaram as células solares a novas profundidades, demonstrando que elas podem funcionar a 10 metros abaixo da superfície do Mar da China Meridional.
O estudo, publicado na revista “Joule”, da Cell Press, revela que as células solares poderiam gerar 324 megawatts-hora de energia, ou seja, o suficiente para carregar baterias de íons de lítio, ao ficarem submersas por duas horas e operarem continuamente a 10 metros de profundidade por aproximadamente 5,5 anos. Essas descobertas sugerem que as células solares subaquáticas poderiam alimentar sensores, câmeras e sistemas de comunicação submersos longe da costa.
“Foram publicados muito poucos estudos sobre células solares subaquáticas, e todos eles se concentram em profundidades muito rasas, de apenas dois metros ou menos, um cenário que está muito longe de atender às necessidades de uma aplicação prática”, comenta o autor Wen-Hua Zhang, da Universidade de Yunnan e da Escola de Pós-Graduação Unificada do Sudoeste em Kunming, na China. “Este trabalho apresenta a primeira validação funcional de células solares submersas que operam praticamente a uma profundidade de até cerca de 10 metros, ampliando enormemente seu campo de aplicação.”
Embora as células solares já forneçam há muito tempo energia limpa para alimentar tecnologias terrestres, os pesquisadores têm enfrentado dificuldades para aproveitar a energia solar no fundo do mar para o monitoramento da aquicultura e outros usos, já que a intensidade da luz solar diminui rapidamente em distâncias curtas debaixo d’água. Para superar esse obstáculo, a equipe de Zhang desenvolveu primeiro um sistema de laboratório personalizado com filtros ópticos sob medida para simular a iluminação subaquática em diferentes profundidades.
Durante os experimentos em laboratório, os pesquisadores determinaram que as células solares submersíveis que desenvolveram estavam entre as mais eficientes com bandas proibidas amplas, uma característica que lhes permite absorver luz azul a laranja. Após armazenarem as células em uma câmara de luvas cheia de nitrogênio por 300 dias, as células solares mantiveram aproximadamente 96% de sua eficiência inicial. Além disso, elas praticamente não apresentaram degradação após 1.160 horas em condições simuladas a uma profundidade de 10 metros, o que sugere uma durabilidade excepcional debaixo d’água.
Em seguida, a equipe integrou células solares de perovskita a robôs subaquáticos, implantando-as a uma profundidade de 10 metros em frente às ilhas Weizhou, no Mar da China Meridional, para testar suas aplicações em condições reais. Segundo Zhang, as células demonstraram uma estabilidade operacional de longo prazo “excepcional”.
“O que mais nos surpreendeu foi a enorme quantidade de energia elétrica gerada por nossos módulos de grande área em condições reais, a 10 metros de profundidade, durante apenas duas horas”, comenta Zhang. “Além disso, conseguimos passar de células de laboratório de área reduzida para módulos de grande porte”, acrescenta o especialista. “A combinação das pesquisas de laboratório com os experimentos de campo fornece evidências sólidas do funcionamento da energia fotovoltaica subaquática.”
Em pesquisas futuras, a equipe de Zhang planeja testar células solares de perovskita em profundidades maiores, investigando o limite de funcionamento das células solares subaquáticas e estabelecendo protocolos de teste padronizados para a energia fotovoltaica subaquática.
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