Cientistas aumentam em dez vezes a eficiência de nova célula de combustível solar

Além de gerar eletricidade, a energia solar também pode ser convertida em combustível por meio de um processo de eletrólise – uma alternativa limpa aos combustíveis fósseis. Agora, pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda, desenvolveram uma técnica capaz de aumentar em até dez vezes a eficiência dessas células de combustível, utilizando fosfeto de gálio. “A produção fotoeletroquímica de hidrogênio a partir de energia solar e água oferece uma opção de combustível limpo e sustentável para o futuro”, diz o estudo, publicado no jornal Nature Communications.

A inovação do protótipo está justamente nos nanofios de fosfeto de gálio, um material semicondutor utilizado em certas luzes de LED coloridas e que possui boas propriedades elétricas, mas que não absorve bem a luz solar quando está em forma de superfície plana. Os cientistas, então, criaram uma rede de nanofios que medem, cada um, 500 nanômetros de comprimento por noventa nanômetros de espessura.

Esse novo formato otimiza a superfície de absorção de luz em todos os comprimentos de onda e, ao mesmo tempo, diminui a perda de luz devido à reflexão. Isso fez com que o rendimento do hidrogênio, elemento que participa da reação química necessária ao processo, multiplicasse dez vezes, quando comparado a células solares já existentes de fosfeto de gálio. Assim, o rendimento do hidrogênio atingiu 2,9% de eficiência – uma taxa aparentemente pequena, mas um recorde até então para esse tipo de material. Além disso, o processo reduziria em 10 mil vezes a quantidade necessária de fosfeto de gálio, considerado precioso.

“Para os nanofios, precisávamos de dez mil [vezes] menos material precioso [fosfeto de gálio] do que em células com uma superfície plana. Isso faz com que esses tipos de células potencialmente fiquem muito mais baratas”, disse Erik Bakkers, pesquisador líder do estudo. “Para um futuro de combustíveis solares não vamos mais poder ignorar o fosfeto de gálio”. Os pesquisadores reconhecem que a taxa de eficiência pode ser aumentada em estudos futuros.

As células solares comuns já conseguem usar a eletricidade para dividir as moléculas da água e produzir hidrogênio da mesma forma, mas com eficiência de cerca de 15% e por meio de um método caro.

Fonte: IFLScience