A proporção continental do território e a alta incidência de luz dão ao Brasil um enorme potencial para a exploração da energia solar. Um dos caminhos para o aproveitamento da luz do sol como energia limpa é a eletrônica orgânica. A revista O Empreiteiro conversou com um dos principais especialistas do País nessa área, o físico Roberto Mendonça Faria, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e coordenador do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO), rede virtual e interdisciplinar com pesquisadores de vários estados.
Wellington Ramalhoso — São Carlos (SP)
Faria reivindica, na entrevista a seguir, uma política nacional de energia solar. O físico também traça um panorama da pesquisa nessa área e detalha o desenvolvimento de células solares dentro da eletrônica orgânica, seu campo de atuação. Painéis com essas células poderiam fornecer a energia elétrica necessária para abastecer casas e até cidades.
O Instituto de Física de São Carlos e o Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica têm trabalhado no desenvolvimento das células solares. Como elas funcionam?
A célula solar é uma pequena bateria. Ela absorve a luz do sol e produz cargas elétricas, que vão para um circuito externo gerar eletricidade. Ela pode ter áreas de centímetros quadrados ou de metros quadrados, dependendo da tecnologia e do material semicondutor que se usa. Juntando muitas dessas células, haverá corrente e tensão para fazer funcionar toda a parte elétrica de uma casa. Conforme o tamanho pode fazer abastecer um prédio, uma indústria. E há projetos de plantas de células solares para fazer funcionar cidades. Ou seja, plantas da ordem de MW.
Em que estágio está essa pesquisa?
Hoje a tecnologia de dispositivos fotovoltaicos orgânicos é bem desenvolvida. Ela tem um rendimento abaixo da tecnologia dos materiais inorgânicos, como o silício, que se desenvolveu primeiro, mas a tecnologia com silício é muito cara. A célula orgânica tem um custo bem baixo de produção e manutenção. Porém, ela ainda não está pronta. A pesquisa no mundo está na fase de estudar o dispositivo fotovoltaico. A gente faz o dispositivo, ele funciona, tem bom rendimento. Mas tem de aumentar a eficiência e a durabilidade.
Para falar em aplicação da tecnologia, o produto tem de durar anos. Existem outras tecnologias de semicondutores: amorfos, óxidos, nanoestruturas. Há uma competição nessa área.
A USP São Carlos e o INEO pesquisam quais materiais?
Usamos o polímero, que é uma molécula muito grande. A macromolécula mais conhecida seria o polietileno, com que se faz saco plástico. É um bom exemplo de um polímero sintético. Pesquisamos os polímeros sintéticos, que têm propriedades eletrônicas e se tornam semicondutores. Estamos estudando um sistema híbrido, com um filme ultrafino feito de uma mistura de polímero eletrônico com fulereno, que é uma molécula redonda de carbono.
O polímero absorve a luz solar e separa a carga. Fica com a carga positiva e dá a negativa para o fulereno. Todas as moléculas trabalham pegando luz, como uma pequena indústria. No final, você tira corrente elétrica da célula. O mundo natural também tem moléculas poliméricas com uma série de propriedades eletrônicas. A natureza já fez a eletrônica orgânica. Nós somos um exemplo de eletrônica orgânica, nossa visão, nosso cérebro, tudo (em nós) é eletrônica. O homem está começando a fazer eletrônica orgânica, com moléculas bem mais simples do que as naturais, mas muito complexas para a ciência de hoje. Temos muito que estudar.
Como o Brasil se posiciona em relação ao mundo no segmento?
Em termos de pesquisa, o Brasil está bem nessa área. Temos várias colaborações internacionais com centros de primeira linha no exterior e publicamos em boas revistas especializadas. Mas perdemos muito na interface com o desenvolvimento industrial.
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Qualquer colaborador nosso nos Estados Unidos, na Inglaterra, na Alemanha tem parceiros poderosos na indústria. Isso dá vigor para a pesquisa. Todos os países em desenvolvimento têm um plano nacional de energia solar, mas o Brasil não tem. É uma falta de visão de futuro. Sempre dou o exemplo da Alemanha, que tem uma insolação bem mais baixa que a do Brasil e possui um programa extraordinário.
Quais são as perspectivas da pesquisa nessa área?
Será difícil os orgânicos competirem com os dispositivos feitos com materiais nanoestruturados, porque estes serão tão baratos quanto e terão um desempenho maior. Vejo os nanoestruturados com um potencial enorme, mas se um químico, em algum lugar do mundo, conseguir uma molécula que absorva mais luz e crie mais portadores, os fotovoltaicos serão candidatos muito sérios à geração de energia em grande escala. Está precisando aparecer uma molécula nova para dar um salto. A gente não sabe se aparece ou não, mas tem muita gente trabalhando nisso no mundo.
