A equipa do University College London desenvolveu um material cristalino com eficiência recorde na absorção de iluminação artificial, que pode alimentar teclados, controlos remotos e sensores domésticos sem o uso de pilhas descartáveis
A possibilidade de abandonar o uso de pilhas descartáveis em dispositivos domésticos está a tornar-se cada vez mais real graças a uma descoberta feita por investigadores da University College London (UCL). A equipa liderada por Mojtaba Abdi-Jalebi desenvolveu células solares de perovskita capazes de gerar eletricidade a partir da luz interna de LEDs, alcançando uma eficiência recorde que pode converter a energia de dispositivos eletrónicos de baixo consumo.
De acordo com um estudo publicado na revista Advanced Functional Materials, este desenvolvimento abre as portas para uma nova era, na qual teclados, controles remotos, sensores e outros dispositivos funcionarão apenas com a luz ambiente, eliminando a necessidade constante de trocar pilhas.
Tecnologia de perovskita: eficiência com iluminação interna
Na base desta inovação está a tecnologia perovskita, um material cristalino cuja composição pode ser alterada para captar as ondas longas emitidas pela iluminação artificial. Ao contrário dos painéis solares convencionais, que são pouco eficientes em condições de pouca luz, estas células, desenvolvidas pela equipa da UCL, podem utilizar a energia disponível em espaços interiores.Pode interessar-lhe: A neurobiologia destaca 6 estratégias para fortalecer a memória cotidiana A nova tecnologia permitirá alimentar teclados, controles remotos e sensores apenas com a luz ambiente
A DW observa que esta abordagem representa uma solução inovadora para o problema da dependência instável de pilhas descartáveis, especialmente no contexto do crescimento da Internet das Coisas, que requer cada vez mais energia para pequenos dispositivos.
Mojtaba Abdi-Jalebi, professor associado do Instituto de Descobertas de Materiais da University College London, destacou: «Milhares de milhões de dispositivos que requerem pequenas quantidades de energia dependem da substituição de pilhas, o que é uma prática insustentável. Este número irá crescer à medida que a Internet das Coisas se expande.»
Superando os desafios e resultados em laboratório
O desenvolvimento destas pilhas solares não foi fácil. Um dos principais obstáculos enfrentados pelos cientistas foi a presença de defeitos, chamados de «armadilhas», que interrompiam o fluxo de eletricidade e aceleravam o desgaste do material.
Para imaginar isso, pode-se pensar nessas «armadilhas» como buracos ou rachaduras na estrada pela qual a energia deve circular. Se houver muitos buracos, os carros — neste caso, os elétrons — não conseguem se mover, e a estrada se deteriora mais rapidamente.
Para resolver esse problema, a equipa aplicou uma espécie de «reparação da estrada»: primeiro, adicionaram cloreto de rubídio, o que permitiu que as partes do material crescessem de forma mais uniforme e regular. Em seguida, adicionaram duas sais especiais de amónio, que ajudaram a manter a «estrada» estável, impedindo que os seus componentes se separassem.
Simen Huang, doutorando e principal autor do estudo, comparou o resultado com produtos de pastelaria: «A bateria solar com esses pequenos defeitos é como um bolo cortado em pedaços. Com uma combinação de estratégias, voltámos a juntar este bolo». Ou seja, eles conseguiram restaurar o material, tornando-o compacto e eficiente, o que permitiu que a eletricidade «fluísse» sem obstáculos.
Testes laboratoriais confirmaram o sucesso dessas medidas. Os novos painéis solares de perovskita conseguiram converter 37,6% da luz interna (a 1000 lux, o que corresponde à iluminação de um escritório moderno) em eletricidade, o que é um recorde mundial para tais condições. Para avaliar a magnitude dessa inovação, deve-se observar que essa eficiência é seis vezes superior à eficiência dos melhores painéis solares internos disponíveis atualmente.Além disso, a resistência do material também foi testada em condições adversas: após 300 horas de exposição contínua à luz intensa e altas temperaturas (55 ℃ ou 131 ℉), as células mantiveram 76% do seu desempenho inicial, enquanto os modelos tradicionais mantiveram apenas 47%.O doutorando Simin Huang e o professor adjunto Mojtaba Abdi-Jalebi posam ao lado dos painéis solares que otimizaram para capturar a luz interna (Fonte: UCL Mathematical & Physical Sciences/ X)
Embora esses testes tenham sido realizados em condições controladas de laboratório e não reflitam exatamente o uso diário, eles demonstram um progresso notável na resistência e vida útil desse novo tipo de bateria solar. É como se, após uma reparação, a rua passasse a suportar muito melhor o fluxo de tráfego e as condições meteorológicas.
Potencial e futuro da tecnologia
O potencial desta tecnologia é enorme.
De acordo com a DW, ela pode alimentar vários dispositivos domésticos, como teclados, controles remotos, despertadores e sensores sem fio, funcionando apenas com a luz ambiente. Entre as suas vantagens estão o baixo custo, o uso de materiais acessíveis e a possibilidade de produção tão simples quanto a impressão de jornais. A equipa da UCL está atualmente em negociações com parceiros industriais para explorar a possibilidade de produção em grande escala e comercialização desta tecnologia. Se estas iniciativas forem bem-sucedidas, a integração de células solares de perovskita em dispositivos de uso diário poderá transformar a gestão do consumo de energia em casa e reduzir drasticamente o uso de pilhas descartáveis, o que terá um impacto direto na preservação do ambiente. A combinação de eficiência recorde, estabilidade e simplicidade de produção torna esta inovação uma das mais promissoras para o futuro da eletrónica doméstica.
