Pesquisadores de diferentes países testam bateria que recarrega sem painel solar

Bateria de perovskitas recarrega apenas tomando Sol, mas pesquisadores ainda precisam de mais respostas 

Por meio das perovskitas, semicondutores amplamente usados em células solares, pesquisadores desenvolveram uma bateria solar que recarrega sem precisar de painel solar. A novidade é apresentada por duas equipes, trabalhando de forma independente. Os primeiros resultados foram apresentados por pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e o experimento teve início com a mistura de perovskitas com o eletrólito para tentar coletar a luz solar. 

Liderado por Buddha Boruah, o primeiro resultado não saiu como o esperado porque o semicondutor não permanecia estável. Mas a proposta mostrou-se tão promissora que os pesquisadores começaram a procurar substitutos que permitissem integrar as baterias e as células solares.

A solução foi encontrada para a parte do coletor solar, em uma mistura de um polímero semicondutor amplamente usado na eletrônica orgânica, chamado P3HT [poli(3-hexiltiofeno)], óxido de grafeno e óxido de vanádio (V2O5). Dessa maneira, para guardar a energia, a equipe trabalhou com uma bateria de íons de zinco, uma tecnologia que está surgindo como uma alternativa econômica às baterias de íons de lítio.

Tecnicamente, o cátodo foto-recarregável é composto de uma combinação de V2O5, P3HT (polímero semicondutor) e óxido de grafeno reduzido, proporcionando um arranjo de banda que permite a fácil extração dos elétrons energizados.

Segundo os pesquisadores, o V2O5 absorve a maior parte da luz solar em toda a faixa visível, energizando os elétrons e gerando pares de cargas positivas e negativas (elétrons-lacunas). Os elétrons energizados se movem entre os outros materiais, enquanto o P3HT bloqueia o movimento das lacunas correspondentes, evita sua recombinação e a consequente perda de carga. E as lacunas, por sua vez, repelem os íons de zinco, expulsando-os do catodo e recarregando a bateria.

Já a segunda equipe formada por pesquisadores da Arábia Saudita, Austrália, EUA e Hong Kong, construíram uma painel solar do tipo de fluxo, em que a energia vai sendo armazenada em um líquido que pode ser guardado em tanques para quando a energia for necessária.

A diferença é que eles conseguiram manter o uso das perovskitas, o que permitiu alcançar grande eficiência – na verdade, uma eficiência recorde de 20%. Isso supera as células solares de silício disponíveis comercialmente e é 40% mais eficiente do que o recorde anterior dessa classe de baterias.

No entanto, a equipe liderada Wenjie Li precisa resolver a questão da durabilidade e da robustez, uma vez que a bateria de fluxo solar à base de perovskita durou apenas 200 horas operacionais, mostrando o quanto falta para ser feito para que esta vertente da tecnologia possa estar pronta para sair dos laboratórios.

Bateria com energia solar

As baterias de íons de zinco têm uma densidade de energia menor, mas são mais estáveis que as de lítio, podendo operar com eletrólitos aquosos e são consideravelmente mais baratas, tornando-as ideais para uso em aplicações fora da rede, para comunidades rurais ou para armazenamento de energias renováveis.

“Recarregá-las sem depender de painéis solares pode tornar os sistemas não apenas mais baratos, mas intrinsecamente renováveis”, destacou Buddha Boruah. A bateria solar mostrou resultado surpreendente, mas a equipe agora terá pela frente o desafio de lidar com o calor envolvido em deixar uma bateria ao Sol. Esta bateria de fluxo solar bateu o recorde de eficiência, mas ainda sofre com a pouca durabilidade devido aos componentes usados.

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