Células solares “zombie” podem alimentar dispositivos sem luz solar

Num futuro próximo, células solares “zombie” podem vir a alimentar dispositivos da Internet das Coisas sem recurso a luz solar. Só no Reino Unido, são desperdiçados até 30 mil toneladas de baterias por ano.

Os dispositivos conectados à Internet precisam de energia. Isto ou significa ligá-los à tomada, o que limita aquilo para o que podemos usá-los, ou significa usar baterias. Assim, à medida que a Internet das Coisas cresce e cada vez mais dispositivos e sensores habilitados para Internet são lançados, isto pode produzir milhões de baterias extra que precisam de ser recicladas todos os anos, ou então serão deitadas fora.

No Reino Unido, uma família já usa uma média estimada de 21 baterias por ano. No total, isso leva a um número anual de 20.000 a 30.000 toneladas de desperdício de baterias. Apenas um número muito pequeno destas baterias é reciclado (menos de 2% das baterias descartáveis e cerca de 5% das recarregáveis) e a maioria das baterias usadas acaba em aterros sanitários.

Para evitar isso, mas ainda possibilitar a Internet das Coisas, uma equipa de investigadores está a desenvolver um novo tipo de célula solar inteligente que pode adaptar-se à quantidade de luz disponível, o que significa que pode funcionar em ambientes fechados.

Estas células podem até superar versões extremamente eficientes que normalmente são usadas para viagens ao Espaço. Elas também se baseiam numa descoberta surpreendente, de que algumas células solares podem funcionar melhor quando o eletrólito líquido incorporado nelas seca. Por esse motivo, chamamos-las de “células solares zombie“.

Quando o eletrólito seca, a célula normalmente pára de funcionar. Mas não foi o que aconteceu quando a curiosidade científica levou os investigadores a medir células solares “zombie” secas feitas com um novo eletrólito baseado em complexos de cobre. Eles descobriram que as células funcionavam melhor do que quando estavam cheias de líquido.

Atualmente, a equipa de cientistas ainda estás a investigar por que é que os complexos de cobre sólido funcionam melhor. A última geração de células solares zombie pode até funcionar com luz ambiente artificial em vez de luz solar, porque, como as plantas, elas são otimizadas para absorver as partes mais ricas em energia da luz à qual estão expostas.

Estas células solares internas têm uma eficiência de conversão de energia de 30% a 34%, mesmo quando aumentam o seu tamanho para o tamanho de cartões de crédito ou telemóveis. De facto, as células são tão eficientes que colhem o equivalente a uma pequena bateria a cada poucos dias.

Zombies inteligentes

Os investigadores usam agora estes novos coletores de luz para criar “zombies inteligentes”. Estes são dispositivos sem fios que captam a luz interna com eficiências extremamente altas. Eles são inteligentes o suficiente para se adaptarem à quantidade de luz disponível durante a execução das tarefas essenciais de um dispositivo da Internet das Coisas.

Usando algoritmos de machine learning para determinar o melhor padrão de uso, as células inteligentes entram intermitentemente em modo de suspensão para economizar energia recolhida. Eles tendem a dormir mais quando há menos luz disponível e executam mais tarefas essenciais quando há mais luz disponível.

Conseguir usar uma fonte de energia de luz ambiente de maneira tão eficiente desta maneira significa que podemos desenvolver uma nova classe de dispositivos da Internet das Coisas que anteriormente não seriam práticos.

Isto abre a possibilidade de dispositivos que podem ajudar em muitas outras áreas, desde encomendas inteligentes que são devolvidas automaticamente quando caem até sensores que podem detetar quando todos saem de uma sala e baixar a temperatura.