Cientistas chineses criaram um vidro que regula a própria transparência e ao mesmo tempo gera e armazena energia.

No futuro, o vidro com transparência ajustável se tornará um elemento essencial de qualquer edifício. E quanto mais cedo esses óculos com custo acessível forem desenvolvidos, mais cedo esse momento chegará. Os cientistas chineses foram ainda mais longe – eles desenvolveram óculos que não apenas alteram a transparência, mas também se alimentam devido à luz solar.

Fonte da imagem: Universidade de Henan

Em um protótipo, pesquisadores da Universidade de Henan combinaram a geração solar baseada em células solares de película fina de kesterita (CZTSSe) e vidro eletrocrômico baseado em óxido bimetálico de níquel-cobalto (NiCoO2). O protótipo apresentado não só implementa a integração de funções de autoalimentação e ajuste inteligente do nível de transmissão da radiação solar, como também expande suas capacidades de armazenamento de energia.

Cientistas criaram uma célula solar baseada em um substrato de vidro revestido com molibdênio (Mo), um absorvedor de kesterita, uma camada tampão à base de sulfeto de cádmio (CdS), uma camada de óxido de zinco (ZnO), uma camada de óxido de índio e estanho (ITO ) depositado por magnetron sputtering, e com contatos metálicos de prata (Ag).

Uma técnica simples de deposição em banho químico (CBD) foi usada para produzir películas eletrocrômicas de NiCoO2. Devido à estrutura porosa dos nanoflocos e ao efeito sinérgico da interação de níquel e cobalto, os filmes de NiCoO2 e as janelas inteligentes eletrocrômicas baseadas neles apresentaram excelentes características eletroquímicas, eletrocrômicas e de economia de energia.

Para armazenar energia no vidro, um filme de óxido de titânio (TiO2) foi integrado a ele. Caracteriza-se simultaneamente por excelentes propriedades eletrocrômicas (alterações de transparência e (ou) cor quando a eletricidade é aplicada) e propriedades para acumular íons.

Quando testado em condições de iluminação padrão, o vidro (janela) preparado desta forma apresentou um consumo de energia de 318,3 mWh/m2 e uma eficiência global de 2,15%, o que, segundo os especialistas, é comparável à maioria das janelas PV desenvolvidas até hoje .

«Em particular, devido à estrutura porosa das matrizes de nanoflocos e ao efeito sinérgico bimetálico, os filmes eletrocrômicos de NiCoO2 exibem alta modulação óptica, alta velocidade de comutação, estabilidade eletrocrômica excepcional, bem como excelente capacidade de velocidade”, explicaram os desenvolvedores. Em outras palavras, os novos óculos mudaram rapidamente a transparência em uma ampla faixa de transmissão de luz e mantiveram seu nível por muito tempo. Ao mesmo tempo, a tonalidade do vidro era neutra, o que será bem-vindo pela maioria dos usuários (geralmente é de vários tons).

Os cientistas enfatizam que viram o uso do mineral casterita para a produção de óculos inteligentes como sua principal tarefa. Está disponível, é facilmente sintetizado a partir de elementos químicos amplamente distribuídos e, portanto, ideal para adoção em massa. Eles continuarão trabalhando no projeto para melhorar a eficiência do vidro e realizar a produção em massa, embora não prometam chegar a isso em pouco tempo. Mas a capacidade de modular a transmissão de luz e calor em uma sala, ao mesmo tempo em que gera energia a partir de células fotovoltaicas, é, sem dúvida, tentadora para mais trabalhos nessa direção.