Sol e pilhas: combinação mais que frutífera

Exploração do sol através de pilhas solares. - Créditos: Achats-Industriels

Os esforços para o fornecimento de uma energia, ao mesmo tempo abundante e acessível, são confrontados com enormes desafios, em vista do aumento da população mundial, exigências em matéria da melhora dos meios de vida assim como o abandono bastante controverso dos combustíveis fósseis. A energia solar é considerada como uma alternativa, ao mesmo tempo ecológica e quase inexaurível, aos combustíveis tóxicos.

As pilhas solares tradicionais à base de silício são utilizadas em todo mundo para produzir milhões de watts de eletricidade a cada ano. Infelizmente, a utilização desse tipo de pilha coloca inúmeros problemas. A produção de silício de alta qualidade requerida pelas pilhas solares custa caro. Além do mais, a eficácia desse tipo de pilha em termos de conversão energética é relativamente baixa. Isso porque as pilhas solares não constituem uma alternativa prática e economicamente viável às fontes energéticas à base de combustíveis fósseis.

Contudo, novos materiais fotovoltaicos foram desenvolvidos recentemente. As pilhas solares repousando sobre a fotoexcitação de corantes constituem a alternativa mais promissora às pilhas solares tradicionais à base de silício. Essas pilhas solares sensibilizadas por corantes consistem de uma camada mesoporosa de nanopartículas de óxido de titânio (TiO2), recobertas com corantes orgânicos que aumentam a absorção espectral da luz solar na região do espectro visível.

A maior vantagem dessas pilhas sensibilizadas por corantes é que o principal componente, a saber, o dióxido de titânio, é econômico e não requer instalações complexas para sua fabricação. Além do mais, a eficácia da conversão de energia não é afetada pelas mudanças de temperatura e os diferentes ângulos. Daí essas pilhas solares se caracterizarem por performances crescentes.

FONTE: Achats-Industriels

Vidro converte energia solar em eletricidade

A Shimizu Corp. e a Sharp (Japão) desenvolveram conjuntamente um vidro que acumula a energia solar sob forma de eletricidade durante o dia e restitui a luz durante a noite.

O vidro, que mede 60 x 100 x 1,6 cm, é transparente. Ele contém um filme de silício de 2 microns de espessura sobre toda sua superfície, e também 32 LEDs (diodos eletroluminescentes) que emitem luz de cor branco/azulada. 

Esse vidro, capaz de converter 7% da energia solar em eletricidade (o que corresponde ao rendimento clássico das células fotovoltaicas de silício), pode restituir luz durante 4,6 horas, aproximadamente, cada noite.

Serão instalados 80 vidros desse tipo em um complexo de escritórios, atualmente em construção, em Matsudo, prefeitura de Chiba (Japão).

FONTE: The Nihon Keizai Shimbun

Energia fotovoltaica: célula de silício X célula à base de proteínas

Num futuro não muito distante, proteínas cultivadas em laboratório poderão vir a substituir as células de silício, atuais componentes das células fotovoltaicas, e isso com a considerável vantagem de serem mais baratas. Quem dá a notícia é a Acciona Energia (Espanha), empresa que investirá quatro milhões de euros (cerca de 4,8 milhões de dólares) no novo projeto de pesquisa que comercializará a nova tecnologia.

A MT Technologies, empresa americana, será parceira da Acciona, formando uma sociedade, batizada como BioSolar Energias LLC, que deverá levar a cabo o projeto. Os dois grupos terão participação igual na nova sociedade, que trabalhará segundo a concepção de unidades bioativas de geração de eletricidade, a partir de moléculas capazes de captar a luz.

Para o desenvolvimento da nova estrutura fotovoltaica serão utilizados os procedimentos e as técnicas da nanotecnologia. O tempo de construção do sistema, estima a empresa, será de três anos, espaço que, segundo crê, deverá ser suficiente para melhorar o rendimento energético e reduzir os custos dos dispositivos solares.

A implantação de sistemas de energia solar caminha ainda lentamente, isso devido ao preço das placas à base de silício continuar elevado. A MT Technologies acredita que, atingidos os objetivos previstos, o custo atual da energia solar poderá ser, inicialmente, reduzido pela metade e o rendimento energético duplicará.

Se tais previsões parecem animadoras, a empresa avisa que ainda são modestas, que não pararão por aí: o custo poderá baixar ainda seis vezes, com um rendimento energético triplicado. Quanto aos preços, estes passariam de 3 a 0,5 dólares por KWh.

Realizada na Espanha e nos Estados Unidos, uma primeira fase do projeto já permitiu a obtenção de um protótipo de células solares. As etapas seguintes consistirão em aumentar o rendimento do dispositivo, a desenvolver um protótipo comercial e a realizar testes de grande proporção. 

Para que a fabricação dos equipamentos seja realizada em grande escala é preciso tão somente que os resultados se revelem concludentes, o que, ao que tudo indica, é o que acontecerá.

A Acciona Energia deverá contar com uma fatia maior do bolo, tendo uma participação majoritária na sociedade, ficando encarregada da produção comercial. 

FONTE: Energias Renovables

Nanotubos de carbono e pilhas solares: o que há de comum entre eles?

Futuramente, as pilhas solares constituídas de silício poderão ser suplantadas por dispositivos fotovoltaicos mais eficazes, fabricados a partir de nanotubos de carbono.

Pesquisadores da Universidade de Tokushima e uma sociedade de capital de risco desenvolveram um protótipo cujo dispositivo explora o fato dos nanotubos de carbono emitirem elétron em suas extremidades ao receberem uma energia externa.

Tal protótipo é formado por dois eletrodos em forma de placa, separados por um espaço e colocados no interior de uma câmara de vidro sob vácuo. O eletrodo superior é constituído de carbono e, sob ele, se encontram numerosas protuberâncias de nanotubos. A energia solar absorvida por esse eletrodo provoca a emissão de elétrons recuperados pelo segundo (eletrodo), fabricado em aço inoxidável. Estes dois eletrodos estão ligados por circuito.

O protótipo possui um rendimento de conversão energética próxima dos 8%, o que, particularmente, não é alto, mas confirma a ideia sobre a qual se fundamenta o aparelho.

FONTE: Nikkei Weekly

Não é que o silício dá também fulereno! Há alguém que duvide disso?

Pesquisadores do Instituto de Materiais, da Universidade de Tohoku, Japão, descobriram que é possível formar, com átomos de silício, estruturas esféricas tipo fulerenos. Essa descoberta vem precedida de simulações, efetuadas num supercomputador, e deverá conduzir a novos desenvolvimentos de materiais para eletrônica.

A equipe, dirigida pelo Prof. Yoshiyuki Kawazoe e o Prof. Convidado Vijay Kumar, descobriu que uma estrutura esférica poderia ser construída a partir de um núcleo constituído de um átomo de ferro ou de rutênio rodeado por 14 ou 16 átomos de silício. Assim, pôde mostrar que existe pelo menos 9 possíveis estruturas diferentes, que formam octógonos. Este resultado foi publicado na revista Physical Review Letters, de 23 de julho de 2001.

Tais sistemas podem abrir caminho para circuitos ultra-integrados, sobretudo se verificada a idéia de que podem emitir luz azul ou violeta. Segundo o Professor Kawazoe: "a tecnologia fina do silício é claramente mais avançada que aquela do carbono, de modo que os fulerenos de silício poderão vir a se transformar, em futuro próximo, no principal material para eletrônica."

No caso das pesquisas de fulerenos de carbono, as coisas estão bem avançadas. Hoje já se discute não só a produção mas também sua comercialização.

FONTE: Nikkey Weekly e Physical Review Letters

Polímero de silício detecta materiais explosivos!

Químicos da Universidade da Califórnia, São Diego (UCSD), desenvolveram um nanofio de silício polimérico, capaz de detectar quantidades traços de TNT e ácido pícrico – freqüentemente usados por terroristas na confecção de bombas.

Esta descoberta, publicada na revista Angewandte Chemie, de junho de 2001, levaria ao desenvolvimento de um novo método, altamente sensível.

O polímero de silício consiste de uma longa cadeia de átomos de silício, rodeada por moléculas orgânicas que exibem fotoluminescência quando irradiadas com radiação ultravioleta. Os pesquisadores realizaram modificações no polímero, de modo que a presença de TNT ou ácido pícrico extingue o estado excitado, através de um mecanismo de "quenching" e impedindo a luminescência verde.

Uma folha de papel contendo o polímero, que normalmente luminesce sob ação de luz ultravioleta, apresenta-se preta nas regiões onde estão localizados traços de TNT. Tal observação pode ser feita visualmente.

A principal vantagem deste polímero, segundo Willian C. Togler, professor de Química e Bioquímica da UCSD, é "sua estabilidade no ar e na água e, também, sua extrema sensibilidade a resíduos de explosivos".

"Com uma engenharia relativamente rudimentar, é possível detectar a presença de TNT em quantidades abaixo de 1 ppb (uma parte por bilhão), no ar, e cerca de 50 ppb, na água do mar", completa o professor Togler.

Resultados experimentais revelaram, ainda, a capacidade do sistema na detecção de vapor de TNT, no ar, em concentrações da ordem de 4 ppb.

Além da possibilidade de detectar os explosivos nas mãos e roupas, os pesquisadores acreditam que numerosas outras aplicações podem ser perspectivadas para tais polímeros, sobretudo quando se tem necessidade de detetores de explosivos, baratos e altamente sensíveis.

FONTE: Materials Today