Pesquisadores no Japão se propuseram a resolver uma das questões mais cruciais para aplicações de energia solar. Eles se dedicaram a explorar um novo dispositivo capaz de não apenas da conversão em eletricidade, mas também de armazenar essa energia para uso posterior.

É um desafio importante: atualmente, células fotoelétricas conseguem converter a energia solar em eletricidade, mas não podem armazená-las a longo prazo. Enquanto isso, um sistema para armazenamento dessa energia para uso posterior, em um dia chuvoso ou à noite, por exemplo, é caro e pouco eficiente.

A iniciativa de Hairung Xue, principal autor do estudo pelo Instituto Nacional de Ciência de Materiais (NIMS) do Japão, visa solucionar essa questão, que já foi alvo de outros projetos similares, mas nunca de maneira eficiente. As tentativas de misturar os dois dispositivos em um só sempre se provaram complexas em arquitetura, que resultaram em designs ineficientes, caros e pesados.

Para não esbarrar nos erros de iniciativas passadas, o artigo explora seis tipos distintos de baterias metálicas recarregáveis que poderiam ser a base de um sistema de geração e armazenamento de energia solar. São elas o íon-lítio, íon-zinco, lítio-enxofre, lítio-iodo, zinco-iodo, lítio-oxigênio e lítio-dióxido de carbono.

Na sequência, cada tipo foi dividido em duas categorias: baterias metálicas recarregáveis equipadas com capacidades fotovoltaicas do tipo aberto, que permitem a entrada e saída de gases do sistema, e do tipo fechado.

A partir dos experimentos, os autores estabelecem quais seriam os pontos fortes e fracos para cada tipo de bateria. O íon-lítio, tão conhecido por todas as aplicações cotidianas em celulares, notebooks e carros elétricos, tem a vantagem de ser eficiente, mas não seria escalável para uso com energia solar por sua estrutura complexa.

O estudo, no entanto, não aponta uma conclusão sobre qual é o melhor caminho para viabilizar a tecnologia em grande escala. Os pesquisadores apontam que a tecnologia ainda está em sua infância e mais estudos são necessários antes da viabilidade comercial de uma bateria de alta densidade com capacidade fotovoltaica.

“É necessário explorar mais materiais mais adequados para eletrodos e otimizar a estrutura das baterias. Para aplicações práticas, questões de estabilidade e segurança precisam ser resolvidas. Apesar de o desenvolvimento da tecnologia estar acelerado, os estudos ainda estão em fase inicial em experimentos de laboratório”, diz Xue.

O objetivo, no fim, é garantir um melhor aproveitamento da energia solar. Os autores destacam que a Terra recebe cerca de 100.000 terawatts-hora do Sol, que é muito mais do que suficiente para suprir o consumo energético do planeta, na casa dos 16 terawatts.

Por Canaltech