Um funil de energia solar pode ser mais eficiente na captura de fótons do Sol do que qualquer tecnologia de painel solar ou termossolar existente hoje.
Esta é a proposta de uma equipe de pesquisadores chineses e norte-americanos, que acabam de publicar a proposta de funis solares que exploram materiais sob deformação elástica.
O "funil" é formado quase em escala atômica, em uma folha extremamente fina que é tocada por uma agulha, afundando seu centro.
Isso cria um tipo inusitado de célula solar em formato de funil que é naturalmente 3D.
Os elétrons e suas contrapartes, as lacunas, quando arrancados de seus átomos pela energia dos fótons solares, são levados para o centro dessa estrutura em formato de funil, onde podem ser coletados.
O detalhe é que o processo é dirigido por forças eletrônicas, e não pela gravidade, como em um funil comum.
Funil solar
A pressão exercida pela agulha gera uma deformação elástica, que aumenta em direção ao centro do funil.
A tensão variável muda ligeiramente a estrutura atômica do material em direção ao centro do funil, criando um gradiente que é perfeitamente adequado para capturar diferentes comprimentos de onda da luz.
Segundo os pesquisadores, isso pode criar uma "célula solar" - eles preferem o termo "funil de energia" - capaz de capturar não apenas o espectro visível, mas também diversas seções do espectro não visível, que possui muito mais energia.
A equipe descobriu que é possível criar um funil solar usando folhas monoatômicas - com apenas um átomo de espessura, como o grafeno - de dissulfeto de molibdênio (MoS2).
Ao contrário do grafeno, porém, o MoS2 é naturalmente um material semicondutor, o que o torna mais adequado para ser usado nesse tipo inusitado de célula solar em formato de funil.
Átomo artificial
Quando o material é deformado, induz-se uma mudança no potencial de energia dos elétrons que varia conforme a distância do centro do funil.
Como isso é muito parecido com o que ocorre com o elétron em um átomo de hidrogênio, os pesquisadores afirmam que o funil funciona como um "átomo artificial", com a diferença de que ele é muito maior do que um átomo de hidrogênio.
Em uma célula solar convencional, depois de ser atingido pelo fóton, o par elétron-lacuna - também chamado exciton - move-se aleatoriamente pelo material, o que diminui a eficiência na geração de eletricidade.
No funil solar, todos os excitons "cairão" naturalmente no funil, na extremidade do qual poderão ser coletados facilmente, aumentando a produção de energia.
Tudo funcionou conforme previsto nas simulações de computador. Agora os pesquisadores se preparam para levar tudo para o laboratório e tentar fazer o conceito funcionar na prática.
Fonte: inovacaotecnologica.com.br
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