Num novo estudo, uma equipa de cientistas usou corante de casca de cebola roxa para criar uma película que protege as células solares de radiação UV com 99,9% de eficácia. O novo material pode melhorar a durabilidade destas células e tornar a energia solar mais sustentável.
As células solares degradam-se frequentemente devido à exposição à radiação ultravioleta (UV).
Num novo estudo, uma equipa de cientistas alcançou agora uma eficácia de 99,9% na proteção das células solares contra esta radiação, graças a um vegetal comum, presente em qualquer cozinha: a cebola roxa.
Segundo os autores do estudo, cujos resultados foram apresentados num artigo recentemente publicado na revista científica Applied Optical Materials, o corante da casca da cebola roxa pode ser o ingrediente em falta para reforçar a proteção ultravioleta das células solares.
Normalmente, as células solares são revestidas com uma película à base de petróleo para as proteger da degradação induzida pelos raios UV. Estas películas incluem materiais derivados do petróleo, como o fluoropolímero PVF (polivinil fluoreto) e o PET (polietileno tereftalato).
Na busca por alternativas mais sustentáveis e de base biológica, a nanocelulose surgiu como uma das principais candidatas. Estas nanoestruturas da celulose, com partículas inferiores a 100 nanómetros, são obtidas a partir de materiais vegetais, e produzidas através da decomposição da celulose em fibras à escala nanométrica.
Os autores do estudo descobriram que a combinação de nanocelulose com um corante extraído da casca da cebola roxa proporcionou “uma proteção UV muito eficaz”.
O estudo permitiu concluir que uma película protetora produzida com este material eliminou 99,9% da radiação UV até um comprimento de onda de 400 nanómetros. A proteção conseguida com o filtro de cebola roxa superou a obtida com um filtro UV comercial à base de PET atualmente disponível no mercado.
Este resultado representa uma “opção promissora em aplicações onde o material protetor deve ter origem biológica”, afirmou Rustem Nizamov, investigador da Universidade de Turku, na Finlândia, e primeiro autor do estudo, em comunicado.
Compromissos essenciais
No estudo, os investigadores compararam a durabilidade de quatro películas protetoras feitas a partir de nanofibras de celulose, explica o Live Science. Estas foram tratadas com extrato de cebola roxa, lignina — um polímero presente nas paredes de algumas células vegetais — e iões de ferro.
Embora todas tenham proporcionado proteção adequada contra a radiação UV, a opção com corante de cebola roxa revelou-se a mais eficaz.
As células solares enfrentam um compromisso crítico: a radiação UV abaixo dos 400 nm é prejudicial, mas a transmissão da luz visível — comprimentos de onda entre 700 e 1.200 nm — é essencial para que a célula consiga transformar a radiação em eletricidade.
Assim, o desenvolvimento de um material que proteja a célula solar e, ao mesmo tempo, facilite a absorção de energia é fundamental. A lignina, por exemplo, tem uma cor castanha-escura, o que “limita o seu uso em películas transparentes”, dizem os autores do estudo.
“A transmitância destas películas com lignina é normalmente de 50% entre os 400 e 600 nm e, no máximo, de 85% acima dos 600 nm”, acrescentaram os investigadores.
Em comparação, a película de nanocelulose tratada com corante de cebola roxa superou os 80% de transmissão de luz em comprimentos de onda mais longos (entre 650 e 1.100 nm), mantendo o desempenho ao longo de um período prolongado de testes.
O período de testes avaliou a durabilidade e o desempenho dos filtros ao serem expostos a luz artificial durante 1.000 horas — o equivalente a aproximadamente um ano de luz solar num clima da Europa Central.
Nizamov realça que este período de ensaio “evidenciou a importância” de testes de longa duração para filtros UV. “A proteção UV e a transmitância da luz dos outros filtros de base biológica alteraram-se de forma significativa ao longo do tempo”, explicou. “Por exemplo, as películas tratadas com iões de ferro apresentavam inicialmente uma boa transmitância, que se reduziu após o envelhecimento.”
Nizamov acrescenta que o estudo tem implicações alargadas para vários tipos de células solares, em particular as de perovskite e as fotovoltaicas orgânicas, bem como noutras indústrias em que seja necessário recorrer a filtros de base biológica.
