Pela 1ª vez, painéis solares submersos a 10 metros carregam baterias em duas horas

Pesquisadores conseguiram, pela primeira vez, fazer células solares funcionarem de forma eficiente a dez metros de profundidade no oceano. Em testes realizados no Mar da China Meridional, os painéis captaram luz suficiente para carregar baterias de íon-lítio em apenas duas horas, mesmo submersos além do limite que até então era considerado viável para esse tipo de tecnologia. O estudo, conduzido por pesquisadores da Universidade Yunnan, na China, foi publicado na revista Joule, da Cell Press, segundo reportagem do portal ScienceAlert. Segundo os autores, praticamente toda a pesquisa anterior sobre painéis solares subaquáticos se limitava a profundidades de até dois metros, faixa considerada estreita demais para aplicações práticas. Por que a luz sofre embaixo d'água A água absorve e espalha a luz solar de forma muito mais intensa do que o ar. Boa parte da radiação já é refletida na superfície, e o pouco que penetra perde intensidade rapidamente conforme a profundidade aumenta, o que explica por que o fundo do mar fica escuro tão rápido. A dez metros, o que sobra é principalmente luz nas faixas de azul e verde, entre 400 e 600 nanômetros, já que os comprimentos de onda vermelhos se perdem em profundidades bem menores. Para captar esse resíduo de luz, os pesquisadores usaram um semicondutor à base de perovskita de haleto de chumbo, um tipo de cristal já conhecido por sua eficiência em converter luz em eletricidade, misturado a um polímero chamado cloridrato de poli-hexametileno-guanidina, que ajuda a reter mais elétrons dentro da célula. O material resultante tem uma banda de energia larga (band gap, na sigla em inglês), propriedade que define quais faixas do espectro solar a célula consegue absorver. Nesse caso, a banda foi ajustada justamente para captar o espectro que sobrevive à filtragem da água do mar. Antes de ir ao oceano, a equipe simulou em laboratório as condições de iluminação de diferentes profundidades. Nesses testes, as células alcançaram eficiência de conversão de energia de quase 35%. Elas também mostraram boa resistência ao longo do tempo: depois de 300 dias armazenadas em uma câmara sem oxigênio, mantiveram cerca de 96% da eficiência inicial, e praticamente não se degradaram após 1.160 horas sob condições simuladas equivalentes a dez metros de profundidade. Com esses resultados, os cientistas partiram para o teste real. Robôs subaquáticos levaram os painéis, com 115 centímetros quadrados de área cada um, a três profundidades diferentes na costa da ilha de Weizhou, no Mar da China Meridional. A dois metros, as células captaram 1.416 miliwatts-hora de energia; a seis metros, 752 miliwatts-hora; e a dez metros, 324 miliwatts-hora. Em todos os casos, a energia foi suficiente para carregar baterias de íon-lítio a ponto de acender um painel de LED. "Conseguimos escalar de células de laboratório em pequena escala para módulos de grande porte", afirmou Wen-Hua Zhang, da Universidade Yunnan, um dos autores do estudo. Possíveis aplicações no fundo do oceano Segundo os pesquisadores, os painéis poderiam operar continuamente por cerca de cinco anos e meio na profundidade testada. Isso abre espaço para equipamentos que hoje dependem de baterias trocadas periodicamente ou de cabos de energia, como sensores oceanográficos, câmeras de monitoramento de recifes, sistemas de comunicação subaquática e estações de escuta acústica usadas para acompanhar a vida marinha. A energia solar convencional já responde por cerca de 9% da eletricidade gerada no mundo, segundo levantamento do Pew Research Center. Levar parte dessa capacidade para debaixo d'água amplia o número de ambientes onde a tecnologia pode substituir baterias descartáveis ou manutenção cara. Os próprios autores tratam o avanço como uma etapa inicial. A equipe de Zhang planeja testar as células em profundidades maiores para identificar o limite real de funcionamento da tecnologia, além de criar protocolos padronizados para avaliar o desempenho de painéis solares subaquáticos, hoje inexistentes na literatura científica sobre o tema.