Cientistas dos Estados Unidos e da Arábia Saudita aproveitaram as capacidades de uma célula solar e de uma bateria em um único dispositivo - uma "bateria de fluxo solar" que absorve a luz do sol e a armazena com eficiência como energia química para uso posterior sob demanda. Sua pesquisa, publicado em 27 de setembro na revista Chem , poderia tornar a eletricidade mais acessível em regiões remotas do mundo.

Embora a luz solar tenha ganhado cada vez mais apelo como fonte de energia limpa e abundante, tem uma limitação óbvia - há apenas um limite de luz do sol por dia, e alguns dias são muito mais ensolarados do que outros. Para manter a energia solar prática, isso significa que depois que a luz do sol é convertida em energia elétrica, deve ser armazenado. Normalmente, são necessários dois dispositivos - uma célula solar e uma bateria - mas a bateria de fluxo solar é projetada para funcionar como os dois.

"Em comparação com dispositivos separados de conversão de energia solar e armazenamento de energia eletroquímica, combinando as funções de dispositivos separados em um único, dispositivo integrado poderia ser mais eficiente, escalável, compactar, e abordagem econômica para a utilização de energia solar, "diz Song Jin, um professor de química da Universidade de Wisconsin-Madison. Jin e sua equipe desenvolveram o dispositivo em colaboração com Jr-Hau He, professor de engenharia elétrica na King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) na Arábia Saudita.

A bateria de fluxo solar possui três modos diferentes. Se a energia for necessária imediatamente, pode agir como uma célula solar e converter imediatamente a luz do sol em eletricidade. De outra forma, o dispositivo pode absorver energia solar durante o dia e armazená-la como energia química para fornecê-la mais tarde como eletricidade, quando a noite cair ou o céu ficar nublado. O dispositivo também pode ser carregado por energia elétrica, se necessário, como uma bateria típica. O modelo de bateria de fluxo solar mais recente da equipe é capaz de armazenar e fornecer eletricidade a partir da energia solar de forma mais eficiente do que qualquer outro dispositivo integrado existente atualmente.

Jin acredita que a bateria de fluxo solar pode ajudar a transcender as limitações da rede elétrica, tornando a eletricidade mais disponível para as pessoas que vivem em áreas rurais e fornecendo uma fonte alternativa de energia quando os sistemas elétricos tradicionais falham.

"Essas baterias de fluxo solar integradas serão especialmente adequadas como sistemas de armazenamento e conversão de energia solar distribuídos e autônomos em locais remotos e permitirão eletrificação prática fora da rede, "diz Jin.

A fabricação de baterias de fluxo solar atuais ainda é muito cara para os mercados do mundo real, mas Jin acredita em designs mais simples, materiais de células solares mais baratos, e os avanços tecnológicos podem ajudar a cortar custos no futuro. E embora o modelo atual seja comparativamente bastante eficiente, a equipe tem planos para melhorar ainda mais seu design. Parte da voltagem do dispositivo atual ainda será desperdiçada - o que significa que os cientistas podem precisar ajustar as espécies redox e os materiais fotoeletrodos que funcionam em conjunto para converter a entrada de energia solar em saída elétrica. Mas Jin acredita que, com mais pesquisas, as baterias de fluxo solar podem em breve ser práticas.

"Acreditamos que poderíamos eventualmente chegar a 25% de eficiência usando materiais solares emergentes e nova eletroquímica, "diz Jin." Nesta faixa de eficiência, sem usar as caras células solares, deve ser bastante competitivo com outras tecnologias de energia renovável. Então eu acho que a comercialização poderia ser possível. "