Pesquisadores trabalham para tornar a energia solar mais eficiente

Novas pesquisas realizadas no Technion podem ser fundamentais na solução de problemas com energia solar.O estudo, que foi publicado na Energy & Environmental Science, foi liderado pelo professor Avner Rothschild, um estudante de doutorado Yifat Piekner do Technion.A energia solar é importante para a vida humana e se formos capazes de aproveitar a energia transmitida pelo sol, podemos minimizar e até acabar com o uso de combustíveis fósseis e poluentes. O maior problema em mudar para a energia solar é que o sol só é visível por algumas horas do dia e, às vezes, apenas em estações específicas. Para usar a energia solar em todos os momentos, precisamos ser capazes de armazenar a energia solar. 

O problema é que o único método existente de armazenamento de energia é através do uso de baterias, e as baterias não podem armazenar energia suficiente para abastecer cidades inteiras, bairros ou até mesmo áreas menores, como uma fábrica. O outro problema é que as baterias podem manter a energia por apenas algumas horas, portanto, não podem fornecer energia por muito tempo, como durante temporadas inteiras.Uma possível solução para o problema de armazenamento é a conversão da energia solar em hidrogênio por meio do uso de células solares fotoeletroquímicas , que dividem a água. em hidrogênio e oxigênio. Essas células são semelhantes às células que convertem a energia solar em eletricidade, mas as células fotoeletroquímicas convertem a energia em hidrogênio.

A vantagem de converter energia solar em hidrogênio em vez de eletricidade é que o hidrogênio é mais fácil de armazenar a longo prazo e pode ser usado quando necessário para ser convertido em eletricidade. Também pode alimentar veículos elétricos, substituindo as baterias pesadas e caras atuais.Outra vantagem é que o uso de hidrogênio como combustível é ecologicamente correto, pois sua produção não envolve emissões de nenhum tipo, exceto oxigênio e água, o que significa que reduziria muito as emissões de gases de efeito estufa.O principal desafio desse método é que a produção dos eletrodos que convertem a luz do sol em células eletroquímicas não é estável em ambientes químicos nos quais a água pode ser eficientemente dividida em hidrogênio e oxigênio. 

O silicone é usado como esse material na conversão de energia solar diretamente em eletricidade, mas o silicone é instável no eletrólito, uma substância usada na geração de eletricidade, então não funcionará para o método sugerido.O estudo sugere o uso da hematita como solução para esse problema. A hematita é um óxido de ferro quimicamente semelhante à ferrugem. É barato, estável e não tóxico. Ele também tem propriedades que o tornam adequado para separação de água.A questão é que, teoricamente, os dispositivos baseados em hematita deveriam produzir o dobro da energia que produzem na prática. A equipe de pesquisa pode ter descoberto o porquê.Eles descobriram que os fótons absorvidos pela hematita produzem transições eletrônicas localizadas que têm habilidades muito específicas que não incluem a divisão da água em hidrogênio e oxigênio.