A maioria dos painéis solares são sólidos, o que bloqueia a entrada de ar na célula e dificulta o funcionamento da bateria em seu interior. Os pesquisadores da OSU criaram um painel solar de malha, que permite que o ar chegue à bateria. Assim que o ar estiver na bateria, os elétrons podem ser transferidos do painel solar para o eletrodo da bateria. A luz e o oxigênio entram no dispositivo e facilitam as reações químicas que carregam a bateria.
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O painel solar de malha é feito de gaze de titânio, que cresce ao longo de hastes verticais de dióxido de titânio. As hastes captam a luz solar, enquanto a gaze permite o fluxo de ar. A célula solar está conectada à bateria com três eletrodos em vez de quatro. O painel solar de malha é um eletrodo, uma fina folha de carbono poroso forma o segundo eletrodo e uma placa de lítio se torna o terceiro eletrodo. Camadas de eletrólitos são incorporadas entre cada eletrodo, dando aos elétrons um caminho para cruzar.
A bateria solar passa por três etapas para aproveitar a energia do sol: primeiro, a luz toca o painel solar e produz elétrons. Então, dentro da bateria, os elétrons ajudam a decompor quimicamente o peróxido de lítio, criando íons de lítio e oxigênio. Finalmente, o oxigênio se junta ao ar e a bateria armazena os íons de lítio como lítio metálico, uma vez que os elétrons tenham sido capturados.
Cada vez que a bateria descarrega, ela absorve oxigênio para criar mais peróxido de lítio e o processo continua. Os pesquisadores descobriram que quase 100% dos elétrons foram capturados, em oposição aos 80% capturados pelos painéis solares tradicionais. A maior eficiência deve tornar o novo híbrido painel solar-bateria mais atraente para os compradores. Os novos painéis também são muito mais baratos de fabricar. Um dos cientistas por trás do projeto, Yiying Wu, professor de química e bioquímica na Universidade Estadual de Ohio, diz que o custo foi reduzido em 25%.
“O que há de mais moderno é usar um painel solar para capturar a luz e depois usar uma bateria barata para armazenar a energia”, disse Wu. “Integramos ambas as funções em um único dispositivo. Sempre que você puder fazer isso, você reduzirá custos.”
O Departamento de Energia dos EUA financia o projeto de pesquisa e seus fabricantes dizem que planejam licenciar a tecnologia para a indústria de painéis solares. A nova bateria solar pode acabar em residências e empresas em breve.
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