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Cientistas da Escola Politécnica de Lausanne desenvolveram um dispositivo capaz de converter luz solar em hidrogênio, e com uma taxa de conversão de 17%!
Através da integração de um concentrador solar e um sistema de gestão térmica inteligente, a equipa garante que o dispositivo consegue uma taxa de conversão estável de energia solar para hidrogênio de 17%. Este feito pode proporcionar um caminho para o desenvolvimento de dispositivos orientados que permitam a sua implementação a larga escala na produção fotoelétrica do hidrogênio.
Este dispositivo é descrito num artigo intitulado de “Um gerador de hidrogênio fotoelétrico termicamente sinérgico que funciona com irradiação solar concentrada”, publicado na revista Nature Energy.
A inovação
A inovação chave por detrás deste dispositivo é o uso do concentrador solar que permite aumentar a irradiação solar até 474 kW/m2, acompanhado de um sistema de gestão térmica que mantém a célula solar fria, permitindo ter uma taxa de operação mais eficiente e transferir calor.
Saurabh Tembhurn, coautor da investigação, diz que no dispositivo desenvolvido, há uma fina camada de água a correr sobre a célula solar para a arrefecer, ao mesmo tempo, o calor extraído pela água é transferido para os canalizadores, melhorando a reação química e aumentando a taxa de produção de hidrogênio!
As tentativas de desenvolver uma abordagem fotoelétrica para a produção e hidrogênio enfrentaram grandes desafios para manter os níveis de desempenho. A necessidade de recorrer a materiais raros e caros em tais dispositivos é outro obstáculo para a sua comercialização.
Mas também é verdade que as tecnologias que utilizam a energia solar para alimentar os eletrolisadores separados que produzem hidrogênio são muito mais avançadas comercialmente, e a equipa da Escola de Lausanne, diz que o seu dispositivo tem menos possibilidade de perda de eficiência, logo tem menos etapas no processo de produção de hidrogênio.
Materiais do dispositivo
O futuro do dispositivo conversor de energia solar em hidrogênio
Este novo dispositivo incorpora uma célula solar fotovoltaica baseada em materiais III-V, que geralmente são caros para aplicações solares comerciais.
Mas claro que a equipa se defende dizendo que concentrar mais luz solar numa área mais pequena significa uma menor necessidade de componentes caros. Se é possível manter uma eficiência elevada, então estes dispositivos fotoelétricos concentrados podem ser economicamente competitivos devido à integração dos materiais de melhor rendimento, mesmo que raros e caros, mas em quantidades baixas.
Os resultados são prometedores, pelo menos nos testes feitos em laboratório. Próximo passo é levar os testes para o ar livre, com um espelho parabólico de 7m. Testes que terão efeito no campus da Escola de Lausanne, e se tudo correr bem, irão começar a comercializar o dispositivo através de uma empresa chamada SoHHytec.
A densidade de corrente e a potência de saída (27W) conseguidas garantem uma viabilidade para a produção do dispositivo que visa a implantação em larga escala na produção fotoelétrica de hidrogênio.
Fonte: Portal Energia / 24-05-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation
(Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s
Radiant Energy System) administrado pela NASA.
]
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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