Cientistas alemães desenvolveram uma avançada célula solar de alta eficiência que permite a produção local de “hidrogênio verde” por eletrólise com energia renovável, com poten
cial para escalonamento industrial, representando um avanço significativo na busca pela fotossíntese artificial e produção sustentável de hidrogênio a partir da água por energia solar.
Cientistas alemães revelaram uma avançada célula solar com alta eficiência, capaz de localmente produzir “hidrogênio verde” por meio de eletrólise com energia renovável, destacando-se por seu potencial para escalonamento industrial. Essa tecnologia permite a geração ecológica de hidrogênio, tornando-se uma inovação relevante na busca pela fotossíntese artificial e na produção sustentável de hidrogênio a partir da água por energia solar.
O diferencial dessa tecnologia é a integração da célula solar em um dispositivo fotoeletroquímico, permitindo a interação direta com os catalisadores de divisão da água, eliminando a necessidade de circuitos externos, como os encontrados em painéis solares fotovoltaicos. O professor Matthias May, da Universidade de Tubingen, enfatizou a importância dessa conquista, comparando-a ao “Santo Graal” na busca por eficiência e estabilidade na fotoeletroquímica e divisão direta da água, destacando o histórico de sua equipe em estabelecer recordes de eficiência na fotossíntese artificial.
Uma característica distintiva da estrutura da célula solar é o alto grau de controle que a equipe alcançou nas interfaces entre os diferentes materiais. As estruturas superficiais são produzidas em escala de nanômetros, evitando os pequenos defeitos cristalinos comuns no crescimento das camadas de células solares tradicionais. Esses defeitos costumam prejudicar a estrutura eletrônica, reduzindo a eficiência e a estabilidade do sistema.
Corrosão e o hidrogênio verde
No entanto, a corrosão, que afeta a estabilidade a longo prazo da célula solar na água, ainda é o maior desafio a ser superado. O professor May observa que significativos avanços foram feitos nesse aspecto em comparação com trabalhos anteriores.
A eficiência da célula solar representa a proporção da energia da luz solar convertida em energia utilizável, neste caso, hidrogênio (valor calorífico). Esse novo protótipo alcançou uma eficiência de 18%, o segundo valor mais alto já registrado para a divisão direta da água usando energia solar. Os primeiros avanços significativos na divisão solar de água foram apresentados em 1998 pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA, com 12% de eficiência. Em 2015, a equipe do professor May alcançou 14% de eficiência, e em 2018, superou 19%, embora ainda sem as otimizações de durabilidade alcançadas agora.
A pesquisadora Erica Schmitt, responsável pelos avanços obtidos, enfatiza que essa tecnologia de produção de hidrogênio solar não requer uma ligação de alto desempenho à rede elétrica, o que possibilita soluções autônomas permanentes e de menor escala para o fornecimento de energia.
Fonte: Engenhria é