Células solares que mimetizam o funcionamento do sistema de fotossíntese das plantas têm sido estudadas e desenvolvidas por pesquisadores brasileiros e estrangeiros, com resultados que prometem uma nova geração de matérias-primas de baixo custo, em comparação com o silício usado na conversão da luz do Sol em eletricidade. As novas células solares sensibilizadas por corantes, também chamadas de DSC, sigla de dye-sensitized solar cells, têm se mostrado uma alternativa promissora para produção de energia elétrica em todo o mundo.
As dye-cells ou células fotoeletroquímicas são preparadas com dióxidos de titânio (TiO2), uma substância utilizada em pastas de dente e tintas brancas de parede, com propriedades semicondutoras. Mas como o dióxido de titânio não absorve luz por ser branco, é preciso recorrer a um corante adequado para sensibilizá-lo e promover a absorção da energia solar. Na Universidade de São Paulo, o grupo de pesquisa do Laboratório de Fotoquímica e Conversão de Energia tem testado corantes naturais com extratos de amora, jabuticaba, açaí, jambolão e outras frutas e flores que contêm pigmentos antioxidantes chamados antocianinas, com com cores características como vermelho, azul e roxo.
Basicamente, as células fotoeletroquímicas funcionam de maneira semelhante a uma bateria de celular, com dois eletrodos e,entre eles, um eletrólito, um meio condutor que faz o transporte das cargas elétricas por meio de íons. "O funcionamento dessas células que são montadas como um sanduíche, constitui um verdadeiro sistema químico integrado". Esse sistema é constituído por um corante com alta absorção de luz, que separa e transfere a carga elétrica para o dióxido de titânio e é regenerado pelo pelo eletrólito. As cargas elétricas separadas nesse processo se recombinam após passar por um circuito externo, fazendo com que ocorra a criação de uma corrente elétrica.
Um problema básico das dye-cells é que a sua eficiência ainda é mais baixa do que as células solares inorgânicas de silício utilizadas atualmente. Enquanto as células comerciais à base de silício policristalino têm eficiência média de 11%, dye-cells chegam a 7% ou 8% em laboratório. Apesar da menor eficiência, a tecnologia é promissora. A previsão de custo em escala industrial sora. A previsão de custo em escala industrial é cerca de 50% menor do que o de uma célula de silício. "Como a presença de pequenos impurezas no semicondutor não constitui problema para o funcionamento das dye-cells, são dispensados procedimentos complicados necessários para a fabricação das células de silício como o uso de sala limpa e de roupas especiais.
No Brasil, o potencial de geração de energia fotovoltaica é de 10 mil megawatts (MW) quase uma usina de Itaipu, mas não é possível aproveitá-la totalmente porque é necessário ter espaço disponível para a instalação de usinas de energia solar. Até agora apenas 12 MW estão efetivamente instalados em comunidades isoladas, enquanto outras 80 integram sistemas conectados à rede elétrica, mas em caráter experimental. O Brasil é um grande exportador de quartzo, matéria-prima usada para fabricar o silício de grau solar, mas não domina a tecnologia de produção desse material semicondutor com alto valor agregado.
fonte: livro de biologia Cézar, Sezar e Caldini
As dye-cells ou células fotoeletroquímicas são preparadas com dióxidos de titânio (TiO2), uma substância utilizada em pastas de dente e tintas brancas de parede, com propriedades semicondutoras. Mas como o dióxido de titânio não absorve luz por ser branco, é preciso recorrer a um corante adequado para sensibilizá-lo e promover a absorção da energia solar. Na Universidade de São Paulo, o grupo de pesquisa do Laboratório de Fotoquímica e Conversão de Energia tem testado corantes naturais com extratos de amora, jabuticaba, açaí, jambolão e outras frutas e flores que contêm pigmentos antioxidantes chamados antocianinas, com com cores características como vermelho, azul e roxo.
Basicamente, as células fotoeletroquímicas funcionam de maneira semelhante a uma bateria de celular, com dois eletrodos e,entre eles, um eletrólito, um meio condutor que faz o transporte das cargas elétricas por meio de íons. "O funcionamento dessas células que são montadas como um sanduíche, constitui um verdadeiro sistema químico integrado". Esse sistema é constituído por um corante com alta absorção de luz, que separa e transfere a carga elétrica para o dióxido de titânio e é regenerado pelo pelo eletrólito. As cargas elétricas separadas nesse processo se recombinam após passar por um circuito externo, fazendo com que ocorra a criação de uma corrente elétrica.
Um problema básico das dye-cells é que a sua eficiência ainda é mais baixa do que as células solares inorgânicas de silício utilizadas atualmente. Enquanto as células comerciais à base de silício policristalino têm eficiência média de 11%, dye-cells chegam a 7% ou 8% em laboratório. Apesar da menor eficiência, a tecnologia é promissora. A previsão de custo em escala industrial sora. A previsão de custo em escala industrial é cerca de 50% menor do que o de uma célula de silício. "Como a presença de pequenos impurezas no semicondutor não constitui problema para o funcionamento das dye-cells, são dispensados procedimentos complicados necessários para a fabricação das células de silício como o uso de sala limpa e de roupas especiais.
No Brasil, o potencial de geração de energia fotovoltaica é de 10 mil megawatts (MW) quase uma usina de Itaipu, mas não é possível aproveitá-la totalmente porque é necessário ter espaço disponível para a instalação de usinas de energia solar. Até agora apenas 12 MW estão efetivamente instalados em comunidades isoladas, enquanto outras 80 integram sistemas conectados à rede elétrica, mas em caráter experimental. O Brasil é um grande exportador de quartzo, matéria-prima usada para fabricar o silício de grau solar, mas não domina a tecnologia de produção desse material semicondutor com alto valor agregado.
fonte: livro de biologia Cézar, Sezar e Caldini
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