Células solares sensibilizadas com corante: perspectivas brilhantes

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  Previsão Quantumrun
• 11 de Setembro de 2023

Resumo do insight

As células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) estão se tornando um divisor de águas devido à sua acessibilidade, sustentabilidade e versatilidade em diversas condições de iluminação. Avanços na eficiência energética marcam uma era transformadora para aplicações como dispositivos móveis. A adoção de DSSC tem implicações de longo alcance para a criação de emprego, a independência energética e o planeamento urbano sustentável, reforçando as estratégias energéticas nacionais e uma economia mais verde.

Contexto de células solares sensibilizadas por corante

As células solares sensibilizadas por corantes chegaram à vanguarda devido a vários atributos críticos: são acessíveis, ecológicas, fáceis de produzir e versáteis. Eles também funcionam de forma eficaz sob diversas condições de iluminação interna e externa, especialmente onde há sombra ou pouca luz. Estas características únicas colocam os DSSCs numa posição vantajosa para transformar o panorama energético. 

Em sua essência, essas células fotovoltaicas consistem em três elementos principais. O primeiro é um eletrodo criado a partir de um substrato de óxido condutor transparente, semicondutores de banda larga e moléculas sensibilizadoras de corante. O restante dos componentes é um mediador eletrolítico e um contra-eletrodo contendo materiais catalisadores. A busca pelo aperfeiçoamento desses elementos para maior eficiência tem visto um aumento na pesquisa com foco em vários materiais orgânicos, óxidos metálicos, compósitos e à base de carbono.

O Instituto Federal Suíço de Tecnologia estabeleceu uma nova referência para a eficiência energética dos DSSCs, utilizando moléculas capazes de capturar luz de todo o espectro da luz visível. Esta descoberta tem implicações para células solares transparentes apropriadas para janelas, fachadas de vidro e telas de dispositivos eletrônicos móveis. Além disso, a Fábrica Sueca de Algas foi pioneira numa substância derivada de algas, a Algica, que demonstrou aumentar a eficiência energética dessas células em até 36 por cento.

Impacto disruptivo

Um foco estratégico num processo de fabrico simples e económico que aproveite produtos naturais é fundamental para a produção em larga escala e a adopção de DSSCs. A transição para DSSC poderá catalisar a criação de empregos na produção, instalação, manutenção e investigação e desenvolvimento (I&D), contribuindo para uma economia verde próspera. As empresas poderiam tornar-se mais independentes em termos energéticos, reduzindo a sua dependência da energia baseada na rede e isolando-as das flutuações de preços no mercado energético.

As indústrias que têm a ganhar incluem aquelas que operam em condições de sombra ou pouca luz, onde os sistemas fotovoltaicos tradicionais são menos eficientes. Por exemplo, uma empresa automóvel pode incorporar DSSC nos designs dos automóveis, permitindo que o veículo gere energia enquanto exposto à luz solar, reduzindo a dependência de estações de carregamento. Entretanto, as empresas de construção poderiam integrar estas células solares no design do edifício, criando estruturas energeticamente eficientes e autossustentáveis. As cidades inteligentes, por exemplo, podem beneficiar desta inovação, uma vez que normalmente utilizam mais energia e capacidade computacional.

A nível governamental, o aumento da eficiência e versatilidade dos DSSCs poderia reforçar as estratégias energéticas nacionais. Os governos poderiam implementar políticas e incentivos para incentivar a adoção desta tecnologia em vários setores, contribuindo para os seus objetivos de neutralidade carbónica. Esta tendência também poderia encorajar a I&D para novos avanços nas energias renováveis, criando um ciclo de inovação que pode tornar um país num interveniente dominante nesta indústria crítica.

Implicações das células solares sensibilizadas por corantes

Implicações mais amplas dos DSSCs podem incluir: 

• Escolas em regiões remotas ou desfavorecidas, garantindo um fornecimento de energia fiável, melhorando as oportunidades de aprendizagem digital e contribuindo para colmatar o fosso educativo.
• Uma fonte de energia acessível e confiável para instalações médicas remotas, aumentando o acesso a serviços médicos críticos, incluindo telemedicina.
• Projectos de habitação a preços acessíveis que reduzem os custos de vida das famílias de baixos rendimentos, minimizando as facturas de electricidade.
• Planejadores urbanos projetando cidades mais eficientes em termos energéticos, reduzindo a dependência de usinas de energia centralizadas.
• Os empregos tradicionais no sector energético, especialmente nas indústrias de combustíveis fósseis, estão em risco devido à mudança para tecnologias energéticas sustentáveis.
• Nações com investimentos significativos em fontes de energia tradicionais enfrentam instabilidade económica e devido a uma mudança para fontes de energia renováveis.
• A eliminação em fim de vida apresenta preocupações de gestão de resíduos. Os regulamentos e a infra-estrutura teriam de evoluir para gerir e reciclar com segurança os materiais DSSC.

Questões a considerar

• Se você trabalha em um escritório, como seu prédio utiliza fontes de energia renováveis, como DSSCs?
• De que outra forma as células solares mais eficientes poderiam beneficiar residências e empresas?