A tinta solar é uma tinta que, além de proporcionar cor e proteção às superfícies (paredes, portas, pavimentos, etc.), tem a capacidade de reagir à luz solar para produzir energia limpa e sustentável.
Existem dois tipos dessas tintas: uma que produz eletricidade, estudada e desenvolvida há uma década, e uma versão mais recente que reage com o vapor de água no ar, graças à luz solar, e é capaz de gerar hidrogênio. Ambas as tintas solares são muito interessantes para o aproveitamento de recursos naturais e a geração de energia limpa e inesgotável. Mas será que posso comprá-las em lojas? Explicaremos tudo a seguir.
Origens: onde surgiu, evolução e desenvolvimento
A necessidade de encontrar novas maneiras de gerar energia limpa e sustentável levou muitas universidades e organizações a estudar todas as possibilidades. Por exemplo, pesquisadores da Universidade de Notre Dame, em Indiana, EUA, publicaram um artigo no final de 2011 intitulado "Tinta Solar Incrível: Uma Abordagem Transformadora em Uma Única Etapa para Projetar Células Solares Nanocristalinas", detalhando sua pesquisa e as propriedades dessa tinta para a produção de eletricidade, semelhante aos painéis solares fotovoltaicos.
Para o desenvolvimento dos eletrodos, foi utilizada uma pasta sem aglutinante composta por nanopartículas semicondutoras de CdS, CdSe e TiO₂, aplicada sobre uma superfície de vidro condutora e recozida a 473 K. O comportamento de fotoconversão desses eletrodos de filme semicondutor foi avaliado em uma célula fotoeletroquímica composta por um contraeletrodo de grafeno-Cu₂S e um par redox sulfeto/polissulfeto. Durante os testes, foram obtidas tensões de circuito aberto de até 600 mV e corrente de curto-circuito de 3,1 mA/cm² com os eletrodos de CdS/TiO₂ e CdSe/TiO₂. Além disso, eficiências de conversão de energia superiores a 1% foram alcançadas para células solares construídas utilizando a abordagem convencional de deposição por pincel em condições ambientais.
Esse tipo de tinta já se tornou um produto comercial, fabricado por diversas empresas, como a SolarPaint Ltd., localizada em Israel. Com base na pesquisa inicial da Universidade de Notre Dame, a SolarPaint desenvolveu e patenteou a "Tinta Solar" e a comercializa desde 2018. Mas, como mencionado anteriormente, outro estudo do Instituto Real de Tecnologia de Melbourne (RMIT) desenvolveu uma tinta solar capaz de absorver vapor de água para produzir hidrogênio. Essa é uma verdadeira revolução no campo dos materiais sustentáveis — uma fonte de energia limpa diretamente na sua parede. De fato, o hidrogênio é considerado uma das fontes de energia limpa do futuro. Este estudo representa apenas a fase inicial dessa nova tinta solar, e mais pesquisas são necessárias para aproveitar o hidrogênio que ela pode gerar. Portanto, não teremos notícias melhores por alguns anos.
Características da tinta solar
Quando falamos de tinta solar fotovoltaica, o segredo da tecnologia patenteada pela empresa SolarPaint reside no uso de "pontos quânticos", nanopartículas produtoras de energia. Os pontos quânticos são suspensos (diluídos) em uma mistura de água e álcool e transformados em tinta solar. Esta pode então ser aplicada em qualquer superfície condutora que colete energia, sem a necessidade de equipamentos especiais. A "grade de eletrodos" da SolarPaint (composta por fios ultrafinos semelhantes a uma rede mosquiteira) e o revestimento da tinta solar impregnado com nanopartículas podem gerar energia solar quando aplicados em telhados, paredes e, futuramente, até mesmo em estradas. Essa tecnologia tem o potencial de revolucionar os painéis solares tradicionais, que são claramente limitados pelas áreas restritas tradicionalmente utilizadas pela indústria solar.
Como funciona?
A tinta solar , ou tinta fotovoltaica, é uma fonte alternativa de energia solar que utiliza tinta para gerar eletricidade quando exposta à luz solar. Essa eletricidade é então transferida para uma bateria de carro. Graças a um material chamado perovskita, a aplicação dessa tinta transforma qualquer superfície em um painel solar. Ela é composta principalmente de titanato de cálcio e é mais barata do que o silício para painéis solares. Além disso, esses painéis podem ser muito mais finos do que os tradicionais.
Baseia-se em avanços recentes na pesquisa de nanocristais semicondutores. Uma tinta solar de camada única foi desenvolvida para o design de células solares de pontos quânticos. Embora sejam necessários aprimoramentos adicionais para desenvolver estratégias para dispositivos de estado sólido de grande área, este esforço inicial para preparar tinta solar oferece as vantagens de um design simples e células solares de próxima geração economicamente viáveis. Esta fonte de energia alternativa é adequada para superfícies que não são planas e onde painéis de aquecimento solar ativos convencionais não podem ser instalados, como automóveis ou dispositivos móveis em geral.
A geração de hidrogênio levou à criação da tinta solar à base de hidrogênio, ou Tinta Solar-H2. O funcionamento é simples: basta aplicar uma camada de tinta em um telhado, porta ou parede externa usando um rolo ou pincel. Só isso; o sistema requer apenas luz solar e vapor de água no ar. Esse material permite que você aproveite os inúmeros benefícios da energia solar sem precisar instalar painéis fotovoltaicos.
Tecnicamente, seu funcionamento baseia-se na captura e condensação do vapor de água do ar. Em seguida, graças ao óxido de titânio, a tinta atua como um semicondutor para a eletrólise fotocatalítica da água capturada. Em outras palavras, promove sua decomposição em moléculas de oxigênio e hidrogênio. Esse hidrogênio pode então ser coletado para uso como combustível em células eletroquímicas ou motores.
Benefícios da tinta solar
Energia solar fotovoltaica ou tinta solar –eH:
- Fácil de fabricar
- Mais econômico do que painéis à base de silício
- Aproveite qualquer superfície
- Fácil de aplicar (como qualquer tinta)
- Em processo de comercialização desde 2018
Tinta de hidrogênio ou solar – H2:
- Fácil de fabricar
- Fácil de aplicar (como qualquer tinta)
- Aproveite qualquer superfície
- Capaz de gerar energia limpa e ilimitada
Embora possa parecer que essas novas formas de geração de energia só têm vantagens, a verdade é que, por enquanto, ainda apresentam algumas desvantagens.
- O desempenho ainda é inferior ao dos chips de silício
- Requer equipamentos elétricos e eletrônicos para seu gerenciamento e uso
Tinta solar de hidrogênio ou tinta solar -H2
- Dificuldade em armazenar o H2 gerado
- Ainda em desenvolvimento
Tinta solar para residências: realidade ou ficção?
Embora possa parecer ficção científica, a verdade é que esta é uma alternativa que em breve poderemos adquirir por conta própria. No entanto, precisaremos de ajuda profissional para concluir o restante da instalação necessária para utilizá-la. Isso inclui as conexões elétricas para armazenamento de energia, conversão em corrente alternada para a residência e assim por diante. Não podemos esquecer que as superfícies pintadas com tinta solar fotovoltaica funcionarão como painéis solares fotovoltaicos. E para aproveitá-las ao máximo, elas devem ser acompanhadas por outros componentes, como baterias, controladores de carga, inversores, etc
Em relação à tinta solar à base de hidrogênio, podemos considerá-la uma realidade, visto que pesquisas demonstram a viabilidade de sua produção. No entanto, ainda levará alguns anos até que possamos utilizá-la, já que o hidrogênio é um gás que precisa ser capturado após ser gerado, e essa etapa ainda não está totalmente resolvida no caso da tinta solar. Mas, como a produção de hidrogênio é atualmente muito cara e poluente, estamos confiantes de que muitas empresas se interessarão em trabalhar para solucionar o problema da captura do hidrogênio gerado pela tinta solar.
Fonte: HogarSense
