Tecnologia desenvolvida por cientistas permite estocar energia solar mesmo após o pôr do sol com uso de supercapacitor inteligente

Novo dispositivo integra células solares e supercapacitores, permitindo captar e armazenar energia solar com alta eficiência, mesmo sem luz solar constante, impulsionando o uso de fontes renováveis.

A busca por formas mais eficientes de armazenar energia proveniente de fontes renováveis tem avançado em ritmo acelerado. Um dos grandes desafios no setor sempre foi encontrar maneiras eficazes de captar e armazenar energia solar de forma que ela possa ser utilizada mesmo quando o sol não está brilhando. Agora, cientistas deram um importante o nesse sentido com o desenvolvimento de um dispositivo que une células solares e supercapacitores de alto desempenho.

O novo sistema é resultado de uma pesquisa liderada por cientistas da Coreia do Sul e promete melhorar a forma como a energia solar é armazenada para uso posterior. Com uma combinação de tecnologias, o dispositivo foi projetado para capturar a luz do sol e armazenar a energia de maneira rápida, duradoura e eficiente.

Como funciona o novo dispositivo de armazenar energia

A inovação está na junção de células solares de silício com um supercapacitor projetado com materiais que otimizam o desempenho do armazenamento. Enquanto as células solares transformam a luz do sol em eletricidade, o supercapacitor armazena essa energia, liberando-a quando for necessário.

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Os supercapacitores têm algumas vantagens em relação às baterias tradicionais: carregam e descarregam rapidamente e apresentam longa vida útil, com milhares de ciclos de uso. O problema, até então, era a capacidade limitada de armazenar grandes volumes de energia. Para resolver isso, os cientistas criaram um novo tipo de supercapacitor, utilizando espuma de níquel como base estrutural.

Essa espuma possui uma superfície ampla, ideal para a deposição de compostos metálicos que atuam como eletrodos. A estrutura tridimensional oferece mais espaço para a energia ser armazenada e facilita a movimentação dos elétrons, aumentando a eficiência do processo.

Novos materiais para melhorar a condutividade

Durante os testes, os cientistas perceberam que o uso de íons de níquel, isoladamente, gerava uma queda na condutividade — um obstáculo para o bom desempenho do dispositivo. A solução veio com a adição de outros íons metálicos, como manganês, cobre, ferro, zinco e cobalto. Esses elementos formaram compostos binários com o níquel, aumentando a estabilidade e a capacidade condutiva do material.

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Débora Araújo

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O composto com melhor desempenho foi o carbonato de níquel com cobalto (NiCo(CO₃)(OH)₂), que demonstrou excelente capacidade de armazenar energia e resistência a múltiplos ciclos de carga e descarga. O supercapacitor desenvolvido alcançou uma densidade de energia de 35,5 watts-hora por quilograma — bem acima dos modelos anteriores — e uma densidade de potência de 2.555,6 watts por quilograma.

Esses números indicam que o dispositivo não só consegue armazenar mais energia como também pode fornecê-la rapidamente quando necessário. Isso é especialmente importante em situações onde a demanda é imediata, como em equipamentos eletrônicos, veículos elétricos ou dispositivos médicos portáteis.

Energia solar conectada diretamente ao sistema

Para testar o desempenho do dispositivo em condições reais, os cientistas conectaram o supercapacitor diretamente a um solar feito de silício, um material amplamente utilizado na indústria de energia solar. O diferencial desse sistema é que ele não precisa de conversores intermediários: a energia captada pelo sol vai diretamente para o supercapacitor, simplificando o processo e aumentando a eficiência.

A eficiência de armazenamento alcançou 63%, ou seja, quase dois terços da energia solar captada foram retidos para uso posterior. Já a eficiência global do sistema foi de 5,17%, valor considerado promissor para um projeto inicial.

Um o importante para o futuro da energia limpa

Segundo os cientistas responsáveis pelo estudo, essa é uma conquista significativa no desenvolvimento de soluções sustentáveis para armazenar energia. O pesquisador Jeongmin Kim, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (DGIST), destacou que o projeto representa o primeiro dispositivo de armazenamento de energia autocarregável do país. Ele ressaltou o uso de materiais compósitos à base de metais de transição como chave para superar as limitações de tecnologias anteriores.

O colega Damin Lee também comentou os próximos os da equipe. Ele afirmou que novas pesquisas serão conduzidas para melhorar ainda mais a eficiência do sistema e avaliar seu potencial de comercialização.

A expectativa é que, com a evolução da tecnologia, sistemas como esse possam ser usados em larga escala, inclusive em locais com o limitado à rede elétrica. Isso inclui áreas rurais, zonas de desastre, postos de saúde móveis e até roupas e órios inteligentes que dependem de fontes leves e confiáveis de energia.

Aplicações possíveis e impacto ambiental

O desenvolvimento de dispositivos autocarregáveis que usam energia solar pode representar um avanço importante tanto para o consumidor quanto para o meio ambiente. Como o sistema dispensa o uso frequente de baterias convencionais, a quantidade de resíduos gerados ao longo do tempo pode ser reduzida. Ao armazenar energia de forma eficiente, esses dispositivos ajudam a garantir um uso mais equilibrado dos recursos naturais.

A pesquisa mostra que, com inovação e investimento em ciência, é possível transformar a maneira como captamos e usamos a energia solar. Cientistas seguem trabalhando para aperfeiçoar essas soluções, que podem ser fundamentais para um futuro energético mais limpo, ível e eficiente.

Fonte: The Brighter Side