Um grupo de cientistas europeus criou uma célula solar híbrida inovadora que irá armazenar energia no local para consumo noturno. O novo desenvolvimento combina eficiência recorde e respeito ao meio ambiente, utilizando materiais amplamente disponíveis, sem escassos elementos de terras raras e metais caros. A eficiência geral da célula solar é de modestos 14,9%, mas o produto pode ser desenvolvido ainda mais.
Fonte da imagem: UPC/Paulius Baronas
Cientistas da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia, e da Universidade Politécnica Espanhola da Catalunha, em Barcelona (UPC), resolveram dois problemas. Primeiro, foi necessário diminuir a temperatura de operação da célula solar de silício para que sua eficiência não diminuísse devido ao superaquecimento – o aquecimento pode reduzir a eficiência em 10-25%. Em segundo lugar, o armazenamento de energia deveria ocorrer sem o uso de elementos químicos raros. Deve-se lembrar que qualquer filtro reduz a eficiência da fotocélula, o que é uma tarefa adicional dos desenvolvedores.
Os pesquisadores usaram uma fotocélula convencional de silício, mas colocaram um elemento transparente em cima para microcirculação do líquido. Esse líquido tinha a propriedade de alterar sua estrutura molecular quando exposto à luz ultravioleta e visível. Os cientistas chamam essa superestrutura de dispositivo molecular de armazenamento térmico solar (MOST). A energia foi armazenada na forma de mudanças nas ligações moleculares no líquido. Para liberar energia foi necessário restaurar as conexões anteriores. O líquido pode ser usado até 1000 vezes, ou cerca de três meses de operação contínua.
A eficiência do armazenamento de energia em ligações moleculares foi um recorde de 2,3% para este método. Ao mesmo tempo, o líquido resfriou a fotocélula de silício em cuja superfície estava localizada. A uma temperatura de aquecimento direto de até 39 °C, o líquido reduziu a temperatura do elemento de silício em 8 °C, o que aumentou sua eficiência em 0,2% (para 12,6%). A eficiência total do elemento híbrido foi de 14,9%. Como cada componente pode ser melhorado, a eficiência futura pode atingir níveis comercialmente aceitáveis, proporcionando benefícios adicionais de maior eficiência, durabilidade e custo relativamente baixo.