Investigação espanhola cria dispositivo que gera eletricidade a partir do sol e da chuva

Uma equipa do Instituto de Ciência dos Materiais de Sevilha (ICMS) desenvolveu um novo dispositivo híbrido capaz de captar energia do sol e da chuva em simultâneo. Trata-se de uma película fina, criada e patenteada pelos investigadores, que protege as células solares à base de perovskita ao mesmo tempo que também que permite que nanogeradores produzam mais de 100 volts a partir do impacto de uma única gota de água.

O ICMS explica que este sistema atua como encapsulante, protegendo quimicamente as células de perovskita e melhorando a sua capacidade de absorção de luz. Além disso, integra uma superfície triboelétrica (que gera carga elétrica por fricção ou contacto) que converte a energia cinética das gotas de chuva em corrente elétrica.

Os resultados demonstram a capacidade do novo material para gerar até 110 volts com o impacto de uma única gota de chuva, energia suficiente para alimentar um pequeno dispositivo portátil. Para além de ser escalável e produzido com recurso a técnicas sustentáveis, o revestimento evidenciou “notável estabilidade” em ambientes extremos, como a imersão em água, podendo alimentar continuamente dispositivos eletrónicos simples, como circuitos LED, e permitindo que os painéis solares resistam a condições ambientais associadas a ciclos de humidade e variações térmicas.

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“O nosso trabalho propõe uma solução avançada que combina a tecnologia fotovoltaica de células solares de perovskita com nanogeradores triboelétricos numa configuração de filme fino, demonstrando assim a viabilidade de implementar ambos os sistemas de captação de energia”, explica Carmen López, investigadora do ICMS, em comunicado.

Combate às limitações dos dias nublados

Face às limitações das baterias convencionais e à perda de eficiência dos painéis solares em dias nublados, este avanço tecnológico visa oferecer uma solução inovadora baseada na simbiose entre sol e chuva.

O objetivo é proporcionar autonomia energética a dispositivos eletrónicos portáteis e sem fios, permitindo o seu funcionamento contínuo tanto em condições de sol como de chuva.

Os autores salientam que o dispositivo desenvolvido representa uma inovação significativa para a indústria da Internet das Coisas (IoT), nomeadamente em sensores ambientais (humidade, chuva, poluição), sensores estruturais (pontes, edifícios), estações meteorológicas ou aplicações de agricultura de precisão.

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“A sua implementação nas chamadas cidades inteligentes é viável, por exemplo, em sinalização, iluminação auxiliar autónoma ou monitorização, uma vez que resiste a condições meteorológicas adversas e à presença de chuva, humidade e ciclos térmicos. Também poderá ser aplicado a estruturas de energia distribuída em áreas remotas, de difícil acesso ou isoladas, como estações marítimas”, destaca Fernando Núñez, investigador do ICMS.

O trabalho apresenta uma abordagem inovadora que abre novos caminhos para o desenvolvimento de sistemas eletrónicos autónomos e robustos para utilização no exterior.

Os investigadores indicam que, embora a tecnologia de silício seja a mais utilizada, a tecnologia de perovskita apresenta um elevado potencial para revolucionar a energia fotovoltaica devido à sua alta eficiência e baixo custo. No entanto, a sua degradação ou instabilidade em condições ambientais constitui uma das principais desvantagens. Para ultrapassar este desafio, a equipa do ICMS recorreu a tecnologia de plasma para criar e depositar uma película protetora com cerca de 100 nanómetros de espessura sobre as células solares.