Perovskita pode ser o futuro de janelas fotovoltaicas

Já pensou como seria bom ter uma janela em casa que escurece sozinha dependendo da incidência da luz solar e que esse vidro pode ainda ajudar a produzir energia? A engenharia de materiais está ajudando a tornar isso realidade.

Fonte: Berkeley Lab

Que material é esse?

Cientistas do Berkeley Lab descobriram que uma das formas da perovskita, um dos materiais mais utilizados em pesquisas envolvendo energia solar, funciona muito bem como um semi-condutor estável e fotoativo e pode ser alternado entre um estado transparente e um estado não-transparente, isso tudo sem perder as suas propriedades elétricas no meio do caminho.

A perovskita já foi mencionada aqui no blog quando falamos de piezoeletricidade. Na estrutura típica dela abaixo, pode-se observar que o íon de titânio não se encontra exatamente no centro da estrutura cristalina e é isso o que a torna tão especial. Como está deslocado em relação ao centro, o titânio gera uma não neutralidade elétrica no cristal, forma-se uma polaridade elétrica.

Perovskita
Célula unitária de perovskita
Como foi descoberto

Como já aconteceram várias vezes na história da ciência, os pesquisadores não queriam desenvolver um vidro termocrômico. Eles estavam investigando as mudanças de fases em células solares de perovskita, com o objetivo de aumentar a estabilidade no iodeto de chumbo de metanimina, ao tentar trocar a metanimina por césio.

Dou, pós-doutorando e participante da pesquisa, disse que a estabilidade química aumentou muito após a troca, porém a fase não era estável. Porém mesmo assim, foi criado algo único e útil.

Como funciona

Essa não estabilidade da fase se deu porque o material altera entre a fase low-T (baixa temperatura) e high-T (alta temperatura) dependendo da quantidade de calor recebida. Porém no laboratório a temperatura requerida para essa transição ainda é de 100 graus celsius! É um passo a mais em direção às janelas inteligentes, mas  há muito trabalho que ainda deve ser feito.

Além disso, a umidade foi utilizada em laboratório para reverter a transição. Entretanto a quantidade de umidade necessária depende da composição e também do tempo de transição desejado. Por exemplo, a adição de mais brometo torna o material mais estável, então precisaria de um tempo maior para ocorrer a transição do que quando comparado com um vidro com menos brometo.

 

Cada vez mais a nossa sociedade como um todo precisa de uma maior geração de energia, imagine se cada carro ou cada prédio fosse fonte de geração? A produção de energia através da energia solar possui um grande potencial.

Você já viu alguma pesquisa parecida com essa? Compartilhe com a gente!

Em 2015 escrevemos sobre outro tipos de vidros com alteração de cor e transparência, os eletrocrômicos, não deixe de acessar o post aqui.

Referências

Science Daily

Cristais piezoelétricos

Jia Lin, Minliang Lai, Letian Dou, Christopher S. Kley, Hong Chen, Fei Peng, Junliang Sun, Dylan Lu, Steven A. Hawks, Chenlu Xie, Fan Cui, A. Paul Alivisatos, David T. Limmer, Peidong Yang. Thermochromic halide perovskite solar cells. Nature Materials, 2018; DOI: 10.1038/s41563-017-0006-0

 

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