A inevitabilidade das alterações climáticas e a decorrente necessidade de acelerar o processo de transição energética têm-se traduzido num grande investimento em inovação no plano das energias renováveis.
Um setor onde essa aposta tem sido notória é o da energia solar fotovoltaica. Com os painéis solares à base de células de silício a aproximarem-se do limite da sua taxa de conversão de luz solar em eletricidade, cientistas e peritos por todo o mundo têm investido em alternativas com maior potencial energético.
A mais promissora é a cada vez mais popular perovskita. O mineral de óxido de cálcio e titânio, com a fórmula química CaTiO3, foi descoberto nos Montes Urais, Rússia, pelo mineralogista Lev Perovski, em 1839. Entretanto, o termo tem sido utilizado para designar materiais que possuam as mesmas estruturas cristalinas, sendo que uma grande variedade de elementos podem ser combinados para formar estruturas de perovskita.
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A sua grande vantagem é a eficiência: a sua conversão de luz solar em energia ultrapassa os 25%, ao passo que as células fotovoltaicas à base de silício situam-se entre 15% e 22% (para células disponíveis no mercado, por oposição a 27% quando produzidas em laboratório).
Além disso, o processo de produção é mais simples e económico. Por serem flexíveis, as células à base de perovskita podem ser produzidas de diversas formas – nomeadamente, através de impressão – e aplicadas em diferentes superfícies, tais como janelas ou veículos elétricos.
Junte-se ainda a sustentabilidade: para atingir um elevado grau de pureza do silício, as células solares tradicionais requerem altas temperaturas, acima dos 1000°C, enquanto a síntese de perovskitas requer apenas 200°C.
Com este impressionante leque de vantagens, por que é que o seu uso não é ainda generalizado?
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Fragilidades de peso
Atualmente, a comercialização de painéis solares à base de perovskitas enfrenta, contudo, um grande obstáculo: o elemento que confere a essas estruturas a sua elevada eficiência energética é o chumbo que se encontra no seu centro. Devido à sua toxicidade quer para seres humanos, quer para o ambiente, o seu uso na União Europeia é fortemente desaconselhado e controlado.
Uma outra desvantagem diz respeito à sua fragilidade. Enquanto painéis solares de silício retêm 90% da potência depois de 25 anos, os de perovskita degradam-se mais rapidamente. De acordo com Tonio Buonassisi, Professor de Engenharia Mecânica no MIT, uma vez que o custo de produção de painéis de perovskita é baixo, estes tornar-se-ão economicamente viáveis caso atinjam um tempo de vida útil de pelo menos dez anos.
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Para além de 30%
Entretanto, as últimas inovações têm-se focado em juntar o melhor de dois mundos. No sentido de maximizar a eficiência, equipas de investigação têm apostado no desenvolvimento de painéis solares em que acrescentam uma camada de perovskita sobre uma camada de silício. Uma vez que a primeira capta a luz azul e a segunda a luz vermelha, tal potencia uma maior absorção de energia por parte das células.
Os resultados são encorajadores: um grupo liderado pelo Professor Steve Albrecht do Helmholtz Center Berlin for Materials and Energy, na Alemanha, conseguiu atingir valores de eficiência até 32.5%. Já a LONGi, a maior fabricante mundial de painéis solares, anunciou em junho que tinha chegado aos 33.5%.
Ao ritmo acelerado a que novas tecnologias têm sido desenvolvidas, o limite da energia solar saltou do telhado para um pouco por todo o lado.
