Ingeniozitate pe caniculă. Veste utilitare, echipate cu panouri solare ultra-subțiri, care acționează un ventilator pentru a evita supraîncălzirea corpului 

Dezvoltate de Toyoda Gosei, o companie din grupul Toyota, în colaborare cu Enecoat Technologies, o companie nou înființată de celule solare, și cu producătorul de textile Seiren, vestele utilitare sunt echipate cu panouri solare ultra-subțiri și flexibile care cântăresc mai puțin de patru grame fiecare, mai ușoare decât o singură foaie de hârtie.

Panourile solare de pe veste alimentează ventilatoarele de gât pentru a menține răcoarea la purtător.

Aceste „pelicule” solare nu sunt ca panourile de siliciu instalate pe acoperișuri sau pe fermele solare, care reprezintă 98% din piața energiei solare din prezent, potrivit CNN.

În schimb, ele sunt realizate din perovskite, o familie de cristale care au aceeași structură caracteristică.

Caracteristicile celulelor solare perovskite

Celulele solare perovskite sunt mai ușoare, mai ieftine de produs și pot fi reglate pentru a absorbi o gamă mai largă de lumină, inclusiv în spectrul vizibil și în infraroșu apropiat. Ele pot fi încărcate chiar și „la umbră, pe vreme ploioasă și înnorată”, spune Shinichiro Fuki, directorul echipei Toyoda Gosei.

În laborator, filmul solar Enecoat a atins o eficiență de 21.2%, ceea ce înseamnă că aproximativ o cincime din energia solară este transformată în electricitate. Acum, acesta este testat în condiții reale la Expo.

Echipa colectează zilnic date privind modul în care reacționează la diferite condiții climatice, cum ar fi radiația solară și temperatura, precum și performanța bateriei mobile la care se conectează, care se așteaptă să se încarce complet în cinci până la 10 ore.

Potrivit lui Fuki, proiectul este o „inițiativă în premieră mondială” de integrare a celulelor solare perovskite în obiecte portabile. „Sperăm că oamenii care lucrează într-un mediu în care nu pot obține cu ușurință energie fără energie solară îl vor folosi și purta”, adaugă el.

Energia solară în condiții de luminozitate redusă

Perovskitele pot fi găsite în natură sau fabricate în laborator, iar utilizarea lor în celulele solare a fost demonstrată pentru prima dată în 2009 de către cercetătorii din Japonia.

În condiții de laborator, perovskitele au obținut randamente de conversie a energiei de peste 26%, aproximativ la fel ca cele mai performante panouri solare din siliciu din prezent, care aproape și-au atins limita de eficiență.

Unul dintre cele mai mari avantaje ale perovskitelor este capacitatea lor de a „genera energie în interior sau în medii cu luminozitate scăzută”, spune Tamotsu Horiuchi, director și director tehnologic la Enecoat Technologies.

„Atunci când se află în interior, în loc de lumina soarelui, lumina LED-urilor, a luminilor fluorescente sau a luminilor similare va fi utilizată pentru a produce energie”, spune Horiuchi.

Și pentru că sunt mai flexibile și mai ușoare decât panourile din siliciu, „putem instala panouri solare chiar și în locuri unde până acum era imposibil”, adaugă el, cum ar fi acoperișurile care nu pot susține panourile solare din siliciu, care pot cântări până la aproximativ 23 de kilograme.

Vestele nu sunt singura demonstrație de perovskite de la Expo: Compania poloneză Saule Technologies a implementat celule solare curbate în „stâlpi inteligenți” care alimentează iluminatul stradal, camerele de securitate, semnalizarea digitală și încărcarea fără fir, iar compania japoneză Sekisui Chemical își demonstrează pelicula solară de un milimetru grosime pe acoperișul stației de autobuz a evenimentului.

La pavilionul Panasonic Group, celulele solare perovskite intercalate între straturi de sticlă pentru a oferi o durabilitate sporită au fost transformate într-o fațadă artistică pentru a prezenta potențialul estetic al tehnologiei.

„Panourile solare actuale (din silicon) sunt dificil de instalat în spațiul nostru vital”, spune Yoshiteru Hara, directorul tehnic al pavilionului Panasonic de la Expo 2025 Osaka. „Trebuie să realizăm un echilibru între design și eficiența generării de energie”.

Putere mare, viață scurtă

Japonia investește masiv în tehnologia perovskită pentru a atinge obiectivele ambițioase de a genera 20 gigawați de energie solară până în 2040, echivalentul puterii produse de aproximativ 20 de centrale nucleare tipice. Japonia este al doilea mare producător mondial de iod, un ingredient-cheie în perovskite, iar terenul muntos al țării limitează potențialul de dezvoltare a fermelor solare tradiționale, care necesită suprafețe uriașe de teren plat.

Cu toate acestea, în ciuda avantajelor, perovskitele se degradează mai repede decât siliciul atunci când sunt expuse la căldură, umiditate sau raze UV, pierzându-și eficiența în câțiva ani, luni sau chiar săptămâni.

„Toată lumea lucrează acum la stabilitate: acesta este singurul lucru care lipsește perovskitelor și pe care încă nu îl au în comparație cu siliciul”, spune Dr. Hashini Perera, cercetător postuniversitar la Institutul de Tehnologie Avansată al Universității Surrey, unde studiază perovskitele.

Cercetătorii explorează diferite modalități de a face perovskitele mai durabile, cum ar fi adăugarea de „agenți stabilizatori” sau învelirea filmului în straturi protectoare, cum ar fi sticla, spune Perera, ale cărei cercetări recente au descoperit o metodă care ar putea crește de zece ori durata de viață a materialului.