Célula solar combinada com supercapacitor fornece energia 24 horas por dia, 7 dias por semana

No Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology na Coreia do Sul, foi desenvolvido um capacitor especial que é integrado diretamente aos componentes eletrônicos das células solares. Com isso, os pesquisadores conseguiram utilizar a eletricidade de um sistema fotovoltaico longe de uma conexão de rede elétrica local. Isso significa que a energia coletada do sol só precisa ser usada quando for realmente necessária. Além disso, o capacitor especialmente desenvolvido tem uma densidade de potência tão alta que pode até ser usado para carregar rapidamente baterias grandes.

Para que isso seja possível, uma espuma especial de níquel é criada e complementada com manganês, cobalto, cobre, ferro e zinco. O resultado é um aumento significativo da condutividade e da estabilidade dos eletrodos, com uma alta densidade de energia de mais de 35 watts-hora por quilograma. Para um acumulador, esse seria um valor ruim. Para um capacitor, o valor é cerca de três vezes maior do que em experimentos anteriores.

Um aspecto muito mais importante de um supercapacitor é a densidade de energia, que é excepcionalmente alta, com 2,5 quilowatts e, em um arranjo diferente, até mesmo 12,3 quilowatts por quilograma.

Vida útil equivalente à das células solares

Além disso, há uma durabilidade de mais de 5.000 ciclos de carregamento, pois o estudo constatou que a capacidade restante ainda era de 87,1% depois disso. Dessa forma, esses ultracapacitores ou supercapacitores duram muito mais se forem menos estressados.

Até mesmo 100.000 ciclos também foram alcançados em testes, dependendo das condições. Assim, o capacitor não deve ter problemas para acompanhar um sistema fotovoltaico que pode ser usado por 20 ou 25 anos. Devido à perda de tensão típica e à degradação geral ao longo do tempo, a eficiência é apenas um pouco acima de 5%, significativamente menor do que a de uma simples célula solar.

Ainda assim, há várias aplicações possíveis. Por exemplo, o uso fora da rede é concebível se a eletricidade for necessária em períodos de pouca ou nenhuma luz solar. Também é concebível o fornecimento de energia coletada durante períodos de alta demanda de eletricidade. Por último, mas não menos importante, a saída extremamente alta permitiria que grandes baterias fossem carregadas diretamente da energia solar.