Minério permite que eletricidade seja produzida a partir de luz solar, calor e movimento ao mesmo tempo

Cada vez mais se ouve falar da importância de fontes de energia renováveis e investe-se mais intensamente em pesquisas sobre esse tema. Recentemente, uma interessante descoberta chamou a atenção do meio científico: um mineral que seria capaz de extrair energia para a produção de eletricidade a partir de diversas fontes – e ao mesmo tempo! Descoberto por cientistas da Universidade de Oulu (Finlândia), o minério denominado KBNNO é capaz de transformar luz solar, energia cinética e calor em eletricidade.

KBNNO é uma abreviação para os elementos que compõem o material: potássio, bário, nióbio, níquel e oxigênio, respectivamente. Trata-se de um tipo de cristal chamado de perovskita, grupo representado pela fórmula química genérica ABC₃. Nesse caso, sendo representada por (1-x)KNbO₃ – xBaNi_(1/2)Nb_(1/2)O_(3-δ). Perovskitas são comumente empregadas por suas propriedades ferroelétricas e piezoelétricas, mas o KBNNO se destacou por possuir ainda uma terceira: piroeletricidade, isto é, geração de potencial elétrico devido a alterações de temperatura. Além disso, sua estrutura de bandas tem um gap de energia semelhante à apresentada pela luz visível, fazendo com que a luz solar possa ser utilizada para mover elétrons da banda de valência para a banda de condução e torná-los “livres”, permitindo a condução de energia elétrica.

Estrutura de uma perovskita. Adaptado de GFAMa

Essa combinação de propriedades do KBNNO fez com que pela primeira vez os cientistas pudessem identificar a conversão de raios solares, temperatura e movimento em energia elétrica por um mesmo material. Isso é interessante devido à versatilidade, já que na falta de uma fonte de energia, por exemplo luz solar, uma outra pode ser utilizada e a produção não precisa ser interrompida. A limitação do minério, no momento, é o fato de atingir uma eficiência menor do que as perovskitas mais especializadas, que já vem sendo estudadas há mais tempo. Atualmente, o KBNNO já poderia ser usado para carregar aparelhos eletrônicos ou mesmo como fonte de energia para outros itens de elevada tecnologia, mas ainda não seria suficientemente adequado para o abastecimento de uma moradia, por exemplo. Com isso, os cientistas pretendem continuar estudando o material e fazendo alterações em sua composição química, de forma a melhorar a eficiência. A expectativa é que o minério esteja pronto para comercialização já em 2018.

Referências:

BAI, Y. et al. Ferroelectric, pyroelectric, and piezoelectric properties of a photovoltaic perovskite oxide. Applied Physics Letters, v. 110, n. 6, p. 063903, 2017;

Estruturas Perovskita – Grupo de Física Aplicada a Materiais, Unicentro;