Pesquisa com célula solar de terceira geração promete energia limpa, renovável e de baixo custo no AM

Um projeto desenvolvido com o apoio do Governo do Estado está estudando a possibilidade da criação de uma fonte de energia à base de luz solar economicamente viável, renovável e de baixo custo, capaz de levar eletricidade a lugares remotos, uma vez que não requer cabeamentos. Intitulada “Desenvolvimento de células solares de terceira geração a partir de diferentes materiais nanoestruturados”, a pesquisa é apoiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (Fapeam) via Programa Amazônidas – Mulheres e Meninas na Ciência, Edital nº 002/2021.

 
O estudo tem por objetivo obter dispositivos fotovoltaicos (pequenas células solares em escala laboratorial), capazes de transformar energia incidente da luz do sol em energia elétrica, além de preparar e caracterizar diferentes nanomateriais que são utilizados na confecção desses dispositivos. Aí se incluem, por exemplo, pontos quânticos, pontos de carbono, óxidos semicondutores nanocristalinos (óxido de titânio ou óxido de zinco) e grafeno.
 
“Seriam células de terceira geração, ainda não disponíveis no mercado, mas que poderiam futuramente substituir as células solares, hoje disponíveis comercialmente, com custo menor e possivelmente com maior eficiência”, explica Ellen Raphael, coordenadora do projeto, doutora em Físico-Química e professora do curso de Engenharia Química na Universidade do Estado do Amazonas (UEA).
 
A pesquisadora acrescenta que a iniciativa se justifica na capacidade de gerar tecnologia nacional para produção de células solares, além da formação de recursos humanos entre alunos que desenvolvem o estudo, possibilidade de patentes, entre outros.
 
O projeto está sendo desenvolvido na Escola Superior de Tecnologia da UEA (EST/UEA), no laboratório Ilum, do Hub de Tecnologia, e é realizado em parte com a colaboração do Departamento de Química da Universidade Federal do Amazonas (Ufam).
 
A coordenadora destaca que o apoio do Governo do Estado, por meio da Fapeam, via Programa Amazônidas, é fundamental para o avanço dos resultados, principalmente pelo apoio a projetos coordenados por mulheres. “É um grande passo para proporcionar diversos tipos de materiais inovadores, além de contribuir na formação dos alunos envolvidos na pesquisa”, completou Ellen Raphael.
 
Metodologia

Entre as metodologias base, de preparo e caracterização dos materiais do presente projeto está a síntese dos pontos quânticos, preparação dos fotoanodos, preparo dos compósitos óxido de grafeno reduzido/nanopartículas metálicas, preparo e caracterização de eletrólitos poliméricos, fabricação das células solares e caracterização. 
 
Ellen Raphael explica ainda que é necessário o estudo de diferentes rotas sintéticas e condições da síntese de pontos quânticos e materiais nanocompósitos à base de óxido de grafeno reduzido, visando a obtenção de materiais com propriedades óticas e condutoras otimizadas, para que, ao serem aplicados em células solares, estas possam alcançar desempenho superior.

Caroços de tucumã pré-preparados para obtenção de pontos de carbono

“Neste trabalho, pretende-se preparar e caracterizar uma pasta a partir de compósito de óxido de grafeno reduzido/partículas metálicas para serem aplicados como contraeletrodos, também preparar diferentes fotoanodos, além de utilizar eletrólitos poliméricos na forma de gel em células solares do tipo sensibilizadas, o que possibilitaria, além de baixo custo, desenvolver uma tecnologia nacional de produção de dispositivos fotovoltaicos”, esclarece.
 
Programa Amazônidas

O Programa Amazônidas – Mulheres e Meninas na Ciência é uma iniciativa do Governo do Amazonas, por meio da Fapeam, que visa estimular o aumento da representatividade feminina no cenário de Ciência, Tecnologia e Inovação (CT&I) local, por meio da concessão de auxílio-pesquisa. 

A iniciativa busca, dessa forma, fomentar projetos de pesquisa, tecnologia e inovação como uma ação afirmativa que visa à ampliação da participação feminina na liderança desses projetos.