As células solares mais avançadas do mundo não são as sofisticadas estruturas fotovoltaicas criadas em laboratório. O sistema com maior eficiência de conversão de energia conhecido pelo homem está nas plantas, que usam o simples mecanismo das folhas para transformar água, gás carbônico e luz solar em alimento.
Essa perfeição natural levou um grupo de pesquisadores norte-americanos a desenvolver um modelo que usa proteínas vegetais para gerar elétrons a partir da luz. Se der certo, a ideia pode multiplicar a eficiência energética obtida hoje com painéis solares.
Os cientistas da Universidade de Geórgia combinaram uma folha de espinafre com nanotubos de carbono para formar um sistema híbrido. Enquanto a matéria natural faz o trabalho de liberar elétrons, o elemento artificial capta as partículas para gerar eletricidade.
- Desenvolvemos uma forma de interromper a fotossíntese e, assim, podemos capturar os elétrons antes que a planta os use para fazer açúcares - explica, em um comunicado à imprensa, Ramaraja Ramasamy, professor da Escola de Engenharia da instituição e principal criador das células de energia verde.
Os elétrons usados para formar a corrente elétrica são originados na quebra dos átomos de hidrogênio e de gás carbônico absorvidos pela planta. Normalmente, a folha usa a luz solar como catalisadora para fazer o processo químico que resulta em oxigênio e nutrientes.
- O CO2 que está na atmosfera e a água liberam O2, e os elétrons do hidrogênio se juntam com o carbono num ciclo que usa os compostos para gerar glicose. Esse é o modelo básico da fotossíntese - ensina Paulo Salles, professor do Núcleo de Educação Científica do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade de Brasília (UnB). - Eles (os pesquisadores) estão pegando esse meio em que a clorofila gera elétrons em movimento e desviando as partículas para um gerador de energia - aponta.
Expectativa
A fonte criada pelos norte-americanos usa como matéria-prima os tilacoides, proteínas que capturam e transformam a energia solar nas folhas. A estrutura é ligada a várias camadas de nanotubos de carbono, 50 mil vezes mais finos que um fio de cabelo. A cobertura age como condutor elétrico entre a proteína e o fio que leva a energia ao circuito.
A carga obtida ainda não é suficiente para alimentar uma residência, mas é cerca de 10 vezes maior que os resultados de outros experimentos energéticos feitos com plantas. Diversos grupos de pesquisa já chegaram a usar cactus e algas ainda vivas para domar o processo da fotossíntese. Em um caso, usaram-se biocélulas fabricadas com eletrodos modificados por enzimas.
Se a equipe da Universidade de Geórgia obtiver ao menos metade dos resultados alcançados pelas plantas com o modelo dos nanotubos de carbono, o avanço tecnológico já será impressionante. Enquanto uma célula fotovoltaica artificial comum consegue converter entre 17% e 20% da luz solar que incide sobre ela, uma planta pode operar a uma eficiência de 100%.
- Nas células solares, uma parte da luz é refletida. Não tem como usar tudo - aponta Arno Krezinger, coordenador do Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
De acordo com o especialista, algumas pesquisas já conseguiram criar células em laboratórios com eficiência de 30%. Esse tipo de resultado é obtido com equipamentos que acumulam várias camadas de condutores ou usam materiais mais modernos para absorver a maior quantidade de raios solares possível.
