Nanotecnologia e a inovação na produção de energia solar

As placas fotovoltaicas, também chamadas de painéis solares, popularizaram-se como um meio sustentável de se obter energia através da captação de luz solar, como alternativa à eletricidade.
A cidade de Colônia, na Alemanha, é um dos principais centros para desenvolvimento dessa tecnologia, que, com a evolução das pesquisas e os investimentos em inovação, devem ficar ultrapassadas. O que não vai demorar.

A justificativa para essa previsão é a descoberta de uma solução muito mais eficiente: as nanoantenas dielétricas, que vêm sendo aperfeiçoadas no Japão ao longo dos últimos anos.

Um dos primeiros estudos para desenvolvimento delas foi feito no Japão, com financiamento do senhor Masayuki Iuasa, sócio-fundador da empresa Jippo, e conduzido pelo doutor Suzuki, P.h.D em Física e ex-diretor da Mitsubishi Eletric, dentro da Universidade de Tóquio.

Enquanto os tradicionais painéis solares absorvem os raios infravermelhos, as nanoantenas dielétricas, graças às suas dimensões minúsculas, vão muito além e conseguem interagir com moléculas e átomos.

Elas captam as ondas de luz e são capazes de explorar os raios visíveis e os raios ultravioleta, espectros cuja absorção da energia emanada por eles era, até então, um desafio para os cientistas.

Os raios ultravioleta, por exemplo, têm uma frequência de onda muito maior, causam vibração na molécula, excitação dos elétrons e reações químicas, por isso são muito mais energéticos.

Hoje, já se sabe que as nanoantenas possuem baixo custo e podem ser usadas tanto para absorver quanto para emitir energia. Dielétrica é uma palavra que significa isolante, ou seja, isolante de eletricidade e, consequentemente, de eletromagnetismo também.

Mas como um isolante pode aumentar a capacidade de captação de energia? Exatamente por ser um isolante, tem a função de refletir. A superfície da nanoantena é áspera, justamente para ajudar na absorção da energia, que fica retida. O raio solar bate na parte de cima da nanoantena, reflete grande parte e, quando chega ao limite de reflexão, deixa de refletir e começa a absorver. Então, ele vai para a parte de baixo da nanoantena, onde existe um eletrodo de cobre, que é um supercondutor.

O elétron gerado pelo eletrodo de cobre é muito mais bem carregado em relação ao eletrodo de óxido de índio com estanho (ITO), que é o geralmente usado nas placas fotovoltaicas comuns.

Hoje, existem concorrentes das nanoantenas japonesas, mas não são capazes de captar bem os raios ultravioleta, pegam apenas uma parte do espectro dos raios e têm geração de energia inferior.

Outra solução mais recente, criada também pelos japoneses, é a nanoantena de aprisionamento de luz, que pega a faixa espectral somente da luz visível. Ela trabalha com nanopartículas de ouro e pode ser de nove a dez vezes mais eficiente do que as placas fotovoltaicas convencionais.

Para além da produção de energia solar, é possível pensar as nanoantenas dielétricas como meio para fabricação de plataformas biossensoriais ópticas e sensores químicos capazes de detectar rápida e precisamente vírus, partículas de poluentes, substâncias químicas, como explosivos, entre tantas outras possibilidades de uso.

TIAGO HASSELMANN é empresário do setor de tecnologia e inovação