A transição energética não para. Diante da necessidade cada vez mais crescente de tecnologias altamente eficientes para geração de energia, cientistas de toda a parte do mundo têm se envolvido de maneira cada vez mais frenética na busca por novos componentes capazes de baratear e aumentar o aproveitamento de fontes limpas e sustentáveis de energia.
Entre os países mais ativos nessa busca, não podemos deixar de destacar, é claro, o Brasil. Desenvolvendo diversos estudos e implementando novas tecnologias sustentáveis em suas maiores empresas privadas e estatais, o país é um dos principais nomes do planeta na busca pela descarbonização total das produções, como previsto no Acordo de Paris.
Foi durante essas buscas que pesquisadores dos Estados Unidos, ainda em 2009 descobriram um novo semicondutor que deve virar a principal tendência em painéis solares para os próximos anos, como conta Frances Jones da Revista Pesquisa Fapesp. Produzidas em laboratório a partir de compostos químicos como brometo de chumbo, iodeto de chumbo e brometo de césio, a tecnologia é conhecida como Perovskita, uma estrutura cristalina que possui alta capacidade de transformar a energia solar vinda dos fótons em eletricidade.
A camada ativa da célula solar de perovskita é fabricada em forma de filme fino, geralmente com espessura de alguns nanômetros (para se ter noção, 1 nm equivale a 0,000000001 metro). Isso permite uma absorção eficiente da luz solar e facilita a geração de portadores de carga, além de garantir flexibilidade
Em menos de 15 anos de estudos, o índice de eficiência na conversão da luz solar em energia elétrica pelas células solares passou de 3,8% para os atuais 26,1%. A fruto de comparação, a eficiência de painéis solares comerciais à base de silício, que dominam o mercado, fica entre 15% e 20%.
Os principais desafios
O principal desafio do mercado, porém, foi a produção em escala comercial – ou seja, que pudesse ser produzida em grande escala sem um alto custo, e que ainda fosse eficiente. Diversas startups norte-americanas, chinesas e europeias já começaram a desenvolver seus protótipos. Nos Estados Unidos, a Caelux, spin-off do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), está construindo uma planta com o objetivo de aumentar a sua produção de vidro fotovoltaico de perovskita, viabilizando a construção de módulos solares ainda em 2024. Já na China, o desenvolvimento é liderado por duas empresas: a GCL-SI, que já apresentou um módulo de perovskita de 320 watts e com eficiência de apenas 16% que está em linha de produção-piloto, e a Microquanta, que possui uma estação de painéis solares a base de perovskita na cidade de Quzhou, podendo produzir até 260 quilowatts.
No Brasil, as pesquisas acerca do uso da perovskita em escala comercial são conduzidas pela Oninn, em parceria com pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e do Centro de Inovação em Novas Energias (Cine). O objetivo, agora, é aumentar o tamanho desses dispositivos, que em laboratório têm dimensões da ordem de milímetros ou centímetros quadrados (cm2), para módulos maiores, de centenas de cm2, tamanho demandado pela indústria.
“Fizemos o primeiro protótipo de painel de perovskita com 800 cm2, mas nosso painel padrão, ainda em desenvolvimento, é um pouco menor, com 500 cm2. Estamos na fase de prototipagem, com as primeiras aplicações em condições reais para validar a tecnologia”, disse o físico e diretor da Oninn, Diego Bagnis.
Mas muito trabalho ainda precisa ser feito. Mesmo com a possibilidade de ser um material revolucionário da indústria, a perovskita ainda está longe dos padrões exigidos pelo mercado. Entre os principais desafios, é fundamental destacar a sua rápida degradação. Enquanto as placas solares produzidas através do silício demoram cerca de 30 anos para perder a eficiência, placas de perovskita chegam, com muito esforço, a um ano de uso – no início dos estudos, a degradação se dava em horas ou dias.
A toxicidade do componente também é alvo de estudos e, até o momento, é entendido como um empecilho para a sua produção comercial. Alguns compostos usados nas células solares de perovskita, como o chumbo, levantam preocupações ambientais e de saúde. Os pesquisadores estão buscando alternativas mais sustentáveis e ecologicamente corretas para garantir que a produção em larga escala não tenha impactos negativos significativos.
Entre tentativas, erros e acertos, o mundo segue a sua evolução sustentável. Nada se cria sem o teste, e os resultados podem se tornar verdadeiramente animadores a qualquer momento. Para nós, resta torcer que conseguiremos, juntos, #SalvarEstePlaneta com tecnologias cada vez mais sustentáveis.
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