Célula solar com algas 5 vezes mais eficiente que anteriores

Pesquisadores criam célula solar com algas 5 vezes mais eficiente que modelos anteriores

Fundação Mundial da Energia.

Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram uma nova célula de combustível alimentada com algas que é cinco vezes mais eficiente do que os modelos existentes de plantas e algas. Tanto de custo efetivo quanto prático em direção a usar, os cientistas esperam que a célula de combustível leve sistemas baseados em algas um passo mais perto da implementação prática.

Nos últimos anos, as biofotovoltaicas (BPVs) surgiram como uma chegada sustentável e de económico custo em direção a colheita de energia solar. Eles aproveitam as propriedades fotossintéticas de microrganismos, como algas, em direção a converter a luz em corrente elétrica que pode ser usada em direção a produzir eletricidade. As BPVs tradicionais têm sido sistemas de câmara única em que a luz é colhida, elétrons produzidos e energia transferida em direção a o circuito elétrico.

Na revista Nature Energy pesquisadores dos departamentos de bioquímica, química e física da Universidade de Cambridge descrevem um novo sistema BPV de duas câmaras onde os dois processos principais envolvidos na operação de uma célula solar – carga e entrega de energia – são separadas.

De trato com o pesquisador Kadi Liis Saar os dois processos têm requisitos conflitantes. Com um sistema de duas câmaras, os pesquisadores conseguiram projetar duas unidades únicas que otimizam o desempenho dos processos.

Em lugar de células solares de silício, as biocélulas a combustível usam algas para transformar luz do Sol em eletricidade.

"Separar o carregamento e a entrega de energia significou que fomos capazes de melhorar o desempenho da unidade de entrega de energia transversalmente da miniaturização", disse Tuomas Knowles professor de química e pesquisador no Laboratório Cavendish. "Em escalas em miniatura, os fluidos se comportam de forma muito dissemelhante, o que nos permite projetar células que são mais eficientes com menor resistência interna e diminuição de perdas elétricas".

Pesquisadores testaram o novo sistema com algas geneticamente modificadas em direção a transportar mutações que permitem que as células minimizem a quantidade de carga elétrica desperdiçada durante a fotossíntese. A combinação resultou na criação de uma célula biopotovoltaica com uma densidade de potência cinco vezes superior à dos desenhos anteriores (0,5W/m²). Embora eles possuam unicamente um da densidade de potência das células de combustível solar convencionais, os BPVs possuem vários recursos atraentes. Por exemplo, devido à capacidade de algas em direção a crescer e dividir naturalmente, as BPVs com apoio em algas podem exigir menos investimento em energia e podem ser produzidas de forma descentralizada. O sistema de duas câmaras similarmente tem o melhoramento de permitindo que a carga seja armazenada em vez de desfrutar que ser usada imediatamente.

Os cientistas imaginam que as BPV das algas são de uso particular em áreas como a façanha rural, onde há um número de luz solar, mas nenhum sistema de longo elétrica formal. Afora disso, os BPVs não requerem necessariamente instalações dedicadas em direção a a produção deles – eles podem ser construídos diretamente nas comunidades locais, disseram os pesquisadores.

A densidade de potência melhorou muito, e o novo projeto deixa espaço para otimizações rumo à utilização prática.

"Este é um grande passo em frente na pesquisa de combustíveis alternativos e mais ecológicos", disse Dr. Paolo Bombelli do Departamento de Química da Universidade de Cambridge. "Nós acreditamos que esses desenvolvimentos trarão sistemas baseados em algas mais perto da implementação prática". (fsm2009amazonia)