Esforços renovados para construir células solares a partir da poeira lunar

Da pv magazine Global

A fabricante aeroespacial e empreiteira de defesa norte-americana Blue Origin anunciou que recebeu US$ 35 milhões em financiamento da NASA para desenvolver a tecnologia da empresa para produzir células solares a partir do regolito lunar. O regolito lunar é feito de poeira, rochas quebradas e outros materiais relacionados e está presente na Lua, em Marte e na Terra.

“Baseado em um processo chamado eletrólise de regolito fundido, a inovação destravaria eletricidade ilimitada e cabos de transmissão de energia em qualquer lugar da superfície da Lua”, disse a Blue Origin em um comunicado. “O investimento de hoje resultará em uma demonstração de operação autônoma em um ambiente lunar simulado até 2026.”

A tecnologia da empresa de Jeff Bezos consiste em um processo escalável e sem contato para fusão e movimentação de regolito fundido. É um reator que produz ferro, silício e alumínio por eletrólise do regolito fundido por meio de simuladores de regolito. O sistema usa corrente elétrica para separar esses elementos do oxigênio.

“Nosso subsistema de transporte move e separa o material fundido em temperaturas acima de 1600 C de maneira controlada e eficiente em termos de energia, enquanto suporta o ambiente corrosivo de alta temperatura”, disse a Blue Origin em um comunicado divulgado em fevereiro. “A eletrólise do regolito fundido extrai o ferro, depois o silício e, finalmente, o alumínio, passando uma corrente através do regolito fundido. As bolhas crescentes de oxigênio em um de nossos reatores mostram metais e metaloides sendo separados do oxigênio. Nossa geometria do reator, abordagem de extração de metal e seleção de materiais permitirão operações lunares sustentadas.”

A empresa afirma que esse processo permite a produção de silício com pureza de 99,999%, bem como de vidro solar altamente resistente, utilizando apenas subprodutos da eletrólise do regolito fundido.

“O objetivo da Blue Origin de produzir energia solar usando apenas recursos lunares está alinhado com o objetivo de desenvolvimento de infraestrutura de Lua a Marte de maior prioridade da NASA”, disse a empresa.

A primeira pesquisa conduzida pela NASA para o desenvolvimento de células solares a partir do regolito data de 2005. Este trabalho forneceu um projeto conceitual para um rover robótico movido a energia solar capaz de construir células solares diretamente na superfície lunar.

“A superfície lunar possui os componentes elementares necessários para a fabricação de células solares de silício e um ambiente de vácuo que permite a deposição a vácuo de células solares de filme fino diretamente na superfície da Lua sem a necessidade de câmaras de vácuo”, diz o jornal.

A Universidade de Houston construiu os primeiros diodos fotovoltaicos de película fina de sulfeto de silício e cádmio/telureto de cádmio depositados em substratos regolíticos lunares em 2005. “O painel solar fabricado é como uma versão macroscópica de um dispositivo eletrônico em um chip”, disseram os cientistas. “O chip deve ser isolante para que os diferentes elementos possam ser feitos e depois conectados em circuitos apropriados.”

Atualmente, a Universidade de Tecnologia de Tallinn da Estônia (TalTech) também está trabalhando no desenvolvimento de células solares a partir do regolito. No ano passado, revelou uma célula solar semelhante a uma lixa, baseada em uma tecnologia de pó monogrão. O dispositivo consiste em milhares de pequenos cristais, com diâmetro de 50 micrômetros, embutidos em um polímero em uma camada contínua.

“Para completar a célula solar, esses microcristais são revestidos com um buffer e window layer”, disse a TalTech em um comunicado. “Dessa forma, cada cristal funciona como uma pequena célula solar individual e gera eletricidade.” A empresa também disse que técnicas de rolo a rolo de baixo custo podem ser usadas para produzir células e painéis.