A pesquisa ajuda a tecnologia solar a se tornar mais acessível

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Cientistas da Universidade de Manchester descobriram uma maneira de acelerar a adoção da tecnologia solar, aumentando a segurança ambiental das células solares de perovskita.

As células solares de perovskita têm atraído interesse porque, ao contrário das células solares de silício, podem ser produzidas em massa por meio do processamento roll-to-roll. Além disso, são leves e coloridos, com versatilidade para serem usados ​​em ambientes não tradicionais como janelas e tetos arredondados. No entanto, até agora, a aplicação tem sido impactada por potenciais riscos ambientais. As células solares de perovskita contêm chumbo, uma toxina cumulativa e, se as células forem danificadas, os íons de chumbo podem vazar.

Tirando lições da natureza, o Professor Brian Saunders e o Dr. David Lewis desenvolveram uma maneira de eliminar a liberação de chumbo das células rompidas. Usando um mineral bioinspirado chamado hidroxiapatita, um dos principais constituintes do osso humano, eles criaram um sistema "à prova de falhas" que captura os íons de chumbo em uma matriz inorgânica. Como resultado, se as células são danificadas, as toxinas são armazenadas em um mineral inerte, em vez de serem liberadas no meio ambiente.

Em um duplo sucesso, o projeto financiado pelo Conselho de Pesquisa de Ciências Físicas e Engenharia (EPSRC) descobriu que, por meio da adição de hidroxiapatita, a eficiência da célula solar de perovskita aumentou para cerca de 21%. Isso se compara a cerca de 18% de eficiência para células de controle sem hidroxiapatita adicionada. Uma maior eficiência nos painéis significa que mais energia pode ser gerada a um custo menor.

"Até agora, o componente de chumbo substancial nas células solares de perovskita tem sido uma preocupação ambiental em potencial. Se as células solares forem danificadas, por exemplo, por granizo, os íons podem vazar. Ao criar um sistema à prova de falhas no dispositivo, temos planejamos uma maneira de conter íons tóxicos em células de perovskita danificadas. Através do aumento da segurança inerente das células solares de perovskita, esperamos que nossa pesquisa ajude a implantação mais ampla da tecnologia solar, enquanto nos esforçamos para alcançar emissões líquidas zero de CO 2 , " diz o professor Brian Saunders.

A equipe de pesquisa espera que as células promovam a aplicação em grande escala da tecnologia de células solares de perovskita. O professor Brian Saunders, professor de Química de Polímeros e Colóides na Escola de Materiais da Universidade de Manchester, disse: "Até agora, o componente de chumbo substancial nas células solares de perovskita tem sido uma preocupação ambiental potencial. Se as células solares forem danificadas, por exemplo, por granizo, os íons podem vazar.

"Ao criar um sistema à prova de falhas no dispositivo, criamos uma maneira de conter íons tóxicos em células de perovskita danificadas. Ao aumentar a segurança inerente das células solares de perovskita , esperamos que nossa pesquisa ajude a implantação mais ampla de tecnologia solar enquanto nos esforçamos para alcançar emissões líquidas zero de CO 2".

O Dr. David Lewis, Chefe de Departamento Adjunto e Leitor de Química de Materiais, acrescentou: "Iniciamos essa pesquisa porque estávamos comprometidos com a eliminação de um risco ambiental. Esse compromisso resultou no aumento da sustentabilidade e da eficiência das células solares de perovskita . Esperamos que esses resultados duplos aumentem a viabilidade de residências e empresas, em todo o mundo, para hospedar e usar a tecnologia solar".

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Materiais de célula solar perovskita eficientes e duráveis

Mais informações: Muhamad Z. Mokhtar et al. Scaffolds bioinspirados que sequestram íons de chumbo em células solares de perovskita de alta eficiência danificadas fisicamente, Chemical Communications (2020). DOI: 10.1039 / D0CC02957B

Informações do jornal: Chemical Communication

Fornecido pela University of Manchester

Fonte: Phys News / by Ben Robinson, University of Manchester /18-02-2021   

https://techxplore.com/news/2021-02-solar-technology.html    

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA (NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

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