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Estudo gera energia limpa com células solares fabricadas a partir de pétalas e frutos

A fabricação de dispositivos nanotecnológicos com alta sensibilidade em sistema inteligentes de energia de baixo custo e renováveis. Este é o objetivo de um projeto que está sendo tocado pelo Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (Cefet/RJ).

A nanotecnologia é uma ciência que se dedica ao estudo da manipulação da matéria numa escala atômica e molecular. Pode ser utilizada em diferentes áreas, como a medicina, eletrônica, ciência da computação, física, química, biologia e engenharia dos materiais.

Um dos estudos visa a busca de eficiência em energia limpa com o desenvolvimento de células solares orgânicas, que podem ser fabricadas com corantes naturais extraídos de pétalas da floricultura brasileira como margaridas ou lantana, popularmente conhecidas como camará ou cambará, ou frutos como jabuticaba e o coco.

A pesquisadora Ana Lucia Ferreira de Barros, coordenadora do Laboratório de Física Experimental e Aplicada do Cefet/RJ, diz que essa é uma área bastante desenvolvida em países como Alemanha, mas ainda muito incipiente no Brasil, principalmente devido ao alto custo na transmissão da matriz energética.

As células orgânicas precisam de 20 vezes menos energia que os painéis comuns. Elas são compostas por estruturas semicondutoras sobre as quais é feita a aplicação do corante orgânico, que terá a função de absorver os fótons de luz e, uma vez que o mesmo seja excitado, transferirá elétrons até a superfície condutora, obtendo assim o efeito fotovoltaico.

“No contexto do Estado do Rio de Janeiro, o desenvolvimento de materiais de baixo custo e amigáveis ao ambiente assumem importância crucial, especialmente devido às severas limitações orçamentárias e a crise fiscal dos últimos anos”, ressalta.

Os investimentos da Faperj são ainda para o aperfeiçoamento de supercapacitores com aplicações em diversos áreas industriais como roupas, biosensores e até veículos híbridos. Em 2020, duas dissertações de mestrado e uma tese de doutorado foram defendidas por alunos do Cefet/RJ, sendo duas sobre supercapacitores e outra sobre células solares.

Os Supercapacitores são uma classe de dispositivos de armazenamento de energia que combinam as propriedades de baterias (alta capacidade de armazenamento) com as de capacitores (ultra-rápido carregamento e fornecimento de energia), tolerando grande número de ciclos de carga e descarga.

Os supercapacitores podem ser fabricados com materiais funcionais como azul de metileno, carbono ativado, entre outros, e aplicados como revestimentos em fibras de carbono, tornando-os altamente flexíveis, com boa resistência e baixo custo.

Além dessas atividades, o grupo do Cefet/RJ se dedica também à modelagem matemática em estudos de armazenamento de energia em supercapacitores. Nessa área, estão estudos de algoritmos e modelos estatísticos em computadores com alta performance.

A Faperj é vinculada à Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação. Já as pesquisas do Cefet/RJ contam com parcerias na Dinamarca, Coreia do Sul, Índia, França e Estados Unidos, além de laboratórios nacionais na UFRJ, Uerj e na PUC-Rio.