Janela inteligente gera sua própria energia

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Uma célula solar transparente capta a luz ultravioleta para gerar a energia que faz a janela funcionar. [Imagem: David Kelly Crow]

Janela de colar

Um novo tipo de janela inteligente promete ser barata e fácil de instalar, com potencial para economizar tanto no aquecimento como no resfriamento das casas e edifícios.

O material gera sua própria energia graças a uma célula solar transparente que consegue captar também a luz ultravioleta. Com isto, o sistema - na verdade um painel muito fino e flexível - pode ser sobreposto às janelas existentes, evitando os custos com obras e passagem da fiação elétrica necessária para alimentar as janelas inteligentes atuais.

O painel transparente ajusta sua própria tonalidade, tornando-se mais ou menos opaco conforme a iluminação e a temperatura externas, economizando até 40% nos custos de energia de aquecimento ou ar-condicionado.

Célula solar ultravioleta

"A luz solar é uma mistura de radiação eletromagnética composta de raios de ultravioleta próxima, luz visível e energia infravermelha, ou calor. Queríamos que a janela inteligente controlasse dinamicamente a quantidade de luz natural e calor que pode entrar, economizando energia e tornando o espaço mais confortável," disse o professor Yueh-Lin Loo, da Universidade de Princeton, nos EUA.

Como a luz UV-próxima é invisível para o olho humano, os pesquisadores queriam aproveitá-la para gerar a energia elétrica necessária para ativar a tecnologia de mudança de cor do painel que compõe a janela.

A janela inteligente controla a transmissão da luz visível e do calor infravermelho para o interior, enquanto o novo tipo de célula solar usa a luz UV para alimentar o sistema.

A transparência da janela é reduzida em até 80% (direita) usando apenas a eletricidade gerada pelas células solares transparentes em sua superfície. [Imagem: Princeton University]

Eletrocrômico

A nova célula solar foi construída com semicondutores orgânicos - derivados do hexabenzocoroneno (cHBC) - porque sua estrutura química pode ser modificada para absorver uma faixa estreita de comprimentos de onda - neste caso, a luz UV-próxima.

As moléculas semicondutoras são depositadas como filmes finos sobre um substrato de vidro usando os mesmos métodos de produção utilizados pelos fabricantes dos LEDs orgânicos.

A janela inteligente propriamente dita, por sua vez, é feita com polímeros eletrocrômicos, que mudam de tonalidade controlados por uma corrente elétrica - e a eletricidade gerada pelas novas células solares é suficiente para isso. Quando a luz UV gera uma carga elétrica na célula solar, a carga desencadeia uma reação no polímero eletrocrômico, fazendo com que ele mude de azul claro para azul escuro. Quando escurecida, a janela pode bloquear mais de 80% da luz visível.

Bibliografia:

Pairing of near-ultraviolet solar cells with electrochromic windows for smart management of the solar spectrum
Nicholas C. Davy, Melda Sezen-Edmonds, Jia Gao, Xin Lin, Amy Liu, Nan Yao, Antoine Kahn, Yueh-Lin Loo
Nature Energy
Vol.: 2, Article number: 17104
DOI: 10.1038/nenergy.2017.104