p Pegando uma sugestão das propriedades autolimpantes da folha de lótus, pesquisadores da Universidade Ben-Gurion de Negev lançaram uma nova luz sobre as forças microscópicas e os mecanismos que podem ser otimizados para remover a poeira dos painéis solares para manter a eficiência e a absorção de luz. A nova técnica removeu 98 por cento das partículas de poeira. p Em um novo estudo publicado em Langmuir , os pesquisadores confirmaram que modificar as propriedades da superfície dos painéis solares pode reduzir muito a quantidade de poeira remanescente na superfície, e aumentar significativamente o potencial de aplicações de colheita de energia solar no deserto.

p A adesão de poeira em painéis solares é um grande desafio para a captação de energia por meio de células fotovoltaicas e coletores solares térmicos. Novas soluções são necessárias para manter a eficiência máxima de coleta em áreas de alta densidade de poeira, como o deserto de Negev, em Israel.

p "Na natureza, observamos que a folha de lótus permanece livre de poeira e patógenos devido à sua superfície nanotexturada, e uma cera fina, revestimento hidrofóbico que repele água, "diz Tabea Heckenthaler, um aluno de mestrado de Düsseldorf, Alemanha, no BGU Zuckerberg Institute for Water Research, Instituto Jacob Blaustein de Pesquisa no Deserto. "No deserto, poeira se acumula na superfície das células solares e é trabalhoso limpá-las constantemente, portanto, estamos tentando imitar esse comportamento em uma célula solar. "

p Os pesquisadores exploraram o efeito da modificação de um substrato de silício (Si), um semicondutor usado em células fotovoltaicas, para imitar as propriedades de autolimpeza da folha de lótus, à medida que a água desce pelas folhas e remove a contaminação.

p Sabe-se que a superhidrofobicidade reduz o atrito entre as gotas de água e a superfície, permitindo assim que as gotas de água deslizem as partículas limpas das superfícies. Contudo, as forças que prendem e desprendem partículas de superfícies durante o mecanismo de autolimpeza e o efeito das nanotexturas sobre essas forças não são totalmente compreendidos.

p Para esclarecer essas forças e o efeito da nanotextura sobre elas, os pesquisadores prepararam quatro amostras à base de silício relevantes para painéis solares:(1) superfícies hidrofílicas lisas (2) nanotexturizadas e (3) superfícies hidrofóbicas lisas (4) nanotexturizadas hidrofóbicas. Isso foi conseguido por corrosão química úmida da superfície para criar nanofios na superfície, e, adicionalmente, aplicar um revestimento hidrofóbico.

p A remoção de partículas aumentou de 41 por cento em wafers lisos hidrofílicos de Si para 98 por cento em superfícies nanotexturadas à base de Si superhidrofóbico. Os pesquisadores confirmaram esses resultados medindo a adesão de uma partícula de tamanho mícron ao substrato plano e nanotexturado usando um microscópio de força atômica. Eles descobriram que a adesão na água é reduzida por um fator de 30.

p "Determinamos que a razão para o aumento da remoção de partículas não é o baixo atrito entre as gotículas e as superfícies superhidrofóbicas, "Heckenthaler diz." Em vez disso, é o aumento das forças que podem desprender partículas das superfícies. Os métodos experimentais que usamos e o critério para remoção de partículas que derivamos podem ser implementados para projetar superfícies autolimpantes exibindo diferentes químicas e / ou texturas. "