Pesquisadores chineses desenvolvem painel solar subaquático para alimentar dispositivos em profundidades oceânicas

Pesquisadores da Universidade de Yunnan, na China, desenvolveram um painel solar subaquático capaz de gerar eletricidade em profundidades oceânicas. Liderado por Simin Ma, o projeto utiliza células de perovskita adaptadas para captar comprimentos de onda específicos da luz que conseguem penetrar na água, superando a limitação dos painéis fotovoltaicos convencionais.

O foco da tecnologia não é a substituição de usinas terrestres, mas o fornecimento de energia para dispositivos submersos que demandam autonomia por longos períodos.

A composição da perovskita e a resistência à água

Diferente do silício, material padrão da indústria solar, a perovskita permite modificações químicas para absorver regiões precisas do espectro luminoso. Essa característica é fundamental, já que a água bloqueia a maior parte da radiação utilizada pelas células de silício.

Para viabilizar a operação em ambiente marinho, a equipe integrou o cloreto de polihexametileno guanidina à estrutura do painel. Esse aditivo desempenha três funções simultâneas:

• Cria uma camada repelente à água;
• Estimula a formação de cristais maiores na estrutura da perovskita;
• Reduz a movimentação de íons na rede cristalina, combatendo a degradação e otimizando a conversão de radiação em energia.

Eficiência e durabilidade em profundidade

Em testes publicados na revista Cell, as células demonstraram alta performance sob condições de luz equivalentes a 10 metros de profundidade, convertendo cerca de 35% da energia luminosa disponível em eletricidade. Em comparação, painéis de silício operam geralmente com 20% de eficiência, embora as condições ambientais sejam distintas. O ambiente submarino, com temperaturas mais baixas e menor intensidade luminosa, pode, inclusive, retardar a degradação do material.

Quanto à longevidade, um protótipo encapsulado em camadas protetoras permaneceu em água salgada por 40 dias, mantendo 99,6% de sua eficiência original. A estimativa é que o dispositivo leve aproximadamente 5,5 anos para atingir 80% de sua capacidade inicial. Embora a vida útil seja menor que a do silício, o resultado é considerado incomum para tecnologias baseadas em perovskita.

Aplicações práticas no oceano

A validação final ocorreu no Mar do Sul da China, onde o painel foi instalado em um veículo capaz de controlar a profundidade. O sistema carregou baterias em três níveis distintos: 2, 6 e 10 metros.

Os resultados mostraram que, enquanto a produção perto da superfície oscilava devido às ondas, a profundidade de 10 metros oferecia uma iluminação mais estável, embora tenha gerado cerca de 25% da energia produzida a 2 metros.

A tecnologia é indicada para a alimentação de sensores marinhos, veículos submarinos autônomos e infraestruturas de internet submersas, desde que instaladas em profundidades com incidência de luz solar.