“Isso não é um playground científico, é um negócio, e um negócio muito forte”, afirmou pesquisador, em mesa redonda sobre o potencial do uso de nanomateriais na captação, transformação e reserva de energia, na quinta-feira, 7 de julho, durante a 68ª Reunião Anual da SBPC

“A nanotecnologia melhorando os processos de geração, conversão e armazenamento de energia” foi o tema abordado em uma conferência realizada na última quinta-feira, 7, durante a 68ª Reunião Anual da SBPC, em Porto Seguro (BA). A discussão contou com a participação de Aldo José Gorgatti Zarbin, professor do Departamento de Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e presidente da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), e por Roberto Manuel Torresi, professor do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP).

A palestra teve início com uma breve explicação de Zarbin sobre alguns dos conceitos básicos da nanotecnologia incluindo a alteração da forma e do tamanho de objetos para alterar as características da matéria, como desempenho, aplicação, estrutura e síntese do material.

Zarbin destacou o crescimento contínuo dos investimentos em nanotecnologia.  De acordo com ele, a estimativa é que o investimento global chegue a 45 bilhões de dólares em 2017, sendo 36 bilhões referentes só aos nanomateriais. “Isso não é um playground científico, é um negócio, e um negócio muito forte”, completou.

Segundo ele, uma das causas desse crescimento é o aumento da população mundial e consequente aumento na demanda de energia. “Quando colocamos a estimativa de crescimento da população, vemos que, pra 2030, a expectativa é que a demanda de energia cresça 50% em relação à atual”, afirmou.

O professor da UFPR lembra que, atualmente, 80% do consumo mundial de energia é proveniente de combustíveis fósseis, recursos finitos e não sustentáveis. E apenas 16% do consumo total corresponde a energias renováveis, que inclui biomassa, biocombustíveis, energia eólica, solar e outros.

Por causa disso, ele deixa clara a importância de buscar alternativas para suprir a demanda de forma sustentável e as nanotecnologias são uma promessa nesse cenário. “Numa situação como essa, se faz necessário aumentar a participação da energia renovável na matriz focal do consumo de energia global.”

O problema, segundo ele, está na captação de energia renovável de forma sustentável, que atualmente possui custos altíssimos e tecnologias ineficientes. Para torná-los mais viáveis, uma das possíveis soluções seria a melhoria de dispositivos fotovoltaicos, que convertem diretamente a luz em energia elétrica, estudo que o professor realiza há anos. “Talvez seja o método mais sustentável de obtenção de energia elétrica conhecido, porque é uma conversão que não tem subproduto, não tem poluente, não tem ruído, é simplesmente uma conversão direta”, completou.

Apesar disso, os dispositivos fotovoltaicos apresentam algumas limitações, como a dificuldade de evitar a recombinação do par elétron-buraco, a aderência irregular das camadas entre os componentes, limitações fenomenológicas e a perda de luz. Mas o professor acredita que todas essas dificuldades podem ser superadas por meio da pesquisa e desenvolvimento de nanomateriais para substituir componentes conhecidos destes dispositivos, aumentando sua eficiência.

Dentre as tecnologias pesquisadas, ele citou os quantum dots, os filmes nanocristalinos de células de Gratzel ou de perovskitas, as camadas antirreflexo, e a ressonância de plásmon de superfície. Outros avanços na área são a produção de novos mecanismos de absorção de irradiação, de células solares orgânicas a base de polímeros e a produção de novos materiais, como nanoestruturas de carbono, polianilina e politiofeno.

Zarbin ressalta que, sozinha, a energia solar utilizada em todo o seu potencial superaria toda a demanda energética mundial em milhares de vezes. De acordo com dados apresentados pelo professor, em uma hora, a Terra é irradiada por mais energia do Sol do que a que é consumida por toda a população global em um ano. Apesar de a irradiação solar não ser uniforme por todo o globo, ele afirma que o Brasil está localizado em uma faixa muito privilegiada e tem um potencial enorme que deveria ser aproveitado.

Superbaterias

Já em relação ao armazenamento de energia, o professor Roberto Torresi, da USP, destacou a importância de criar dispositivos eficazes de reserva de energia, para que não haja descarte ou desperdício de recursos não utilizados. Ele apresentou brevemente a história das baterias, desde as descobertas de Alessandro Volta até as atuais baterias de íon-lítio, mencionando, por fim, o futuro, que utilizará a nanotecnologia para criar novos equipamentos.

Torresi destacou também a importância de baterias e supercapacitores para transportar e armazenar energia, por sua portabilidade, praticidade e capacidade. Para ele, a nanotecnologia não só pode como já aprimorou essas funções, mencionando uma superbateria criada para suprir a energia consumida por uma pessoa por até três meses sem carga.

Ludmila Vilaverde – estagiária da SBPC, para o Jornal da Ciência