Katriin Kristmann, doutoranda em ciência química e de materiais na TalTech (Universidade de Tecnologia de Tallinn), iniciou pesquisas voltadas ao desenvolvimento de tecnologia para a produção de células solares de camada monograin na lua.
Os resultados da atividade de pesquisa estão planejados para serem usados para fornecer eletricidade a futuros postos lunares da Agência Espacial Européia (ESA) e seus parceiros internacionais. O posto avançado lunar está planejado para ser estabelecido no Pólo Sul da Lua nas próximas décadas.
A célula solar tipo lixa é baseada na tecnologia de pó monograin desenvolvida por pesquisadores da TalTech, onde a célula solar é composta por milhares de pequenos cristais, com diâmetro de 50 micrômetros, embutidos em um polímero em uma camada contínua. Os microcristais absorvem a luz solar. Para completar a célula solar, esses microcristais são revestidos com um buffer e camadas de janela. Dessa forma, cada cristal funciona como uma pequena célula solar individual e gera eletricidade. Esse tipo de célula solar tem muitas vantagens, como a tecnologia de painel solar leve combinando as vantagens de um material monocristalino altamente eficiente com a produção de painel roll-to-roll de baixo custo, permitindo a fabricação de painéis solares flexíveis, leves e econômicos painéis para cobrir vastas áreas com custo mínimo. Em princípio, não há limitação de tamanho e formato dos módulos solares.
Os microcristais usados na célula solar da camada monograin podem ser produzidos a partir de elementos encontrados no solo ou regolito lunar.
O material potencial para microcristais seria pirita FeS2, ou em outras palavras, ‘ouro de tolo’. Seus elementos, ferro e enxofre, são bastante abundantes no rególito lunar, e a eficiência teórica da célula solar de pirita chega a 25%.
“Os cientistas da TalTech já trabalham na tecnologia de células solares de camada monograin para aplicações terrestres há algumas décadas. A principal inovação é a camada de absorção de luz única feita de pó monocristalino, que contém elementos abundantes e de baixo custo. Células solares com base nesta tecnologia trará inovação para o campo de energia solar integrada em edifícios.” disse Marit Kauk-Kuusik, chefe do laboratório de materiais fotovoltaicos da TalTech.
“Os nossos primeiros contactos com a ESA foram realizados há cerca de seis anos, quando encontraram a tecnologia de células solares de camada monograin promissora para aplicação espacial e contactaram-nos. O objetivo do primeiro projeto de colaboração era testar a adequação da tecnologia e a resistência a um espaço hostil ambiente; a nossa tecnologia passou nestes testes. A partir daí surgiu a ideia de implementar a tecnologia de células solares de camada monograin na alimentação de um futuro posto avançado lunar, e o objetivo foi definido para usar materiais de origem disponíveis no regolito lunar. ” disse o orientador da tese de doutorado de Katriin Kristmann, Dr. Taavi Raadik.
“Ter o seu próprio programa Moon exige muitos recursos e é muito caro para um país pequeno como a Estônia, por esse motivo é sensato fazer parceria com outros jogadores no campo. Como somos membros da Agência Espacial Europeia, é lógico apoiá-los com nossas idéias e conhecimento”, acrescentou o Dr. Raadik.
“Há um forte impulso no momento, das agências espaciais internacionais, incluindo a ESA e de empresas privadas, para preparar um retorno à superfície lunar, para estadias de longa duração. Para tornar possíveis as atividades futuras, é importante começar a desenvolver as tecnologias que nos permitirá construir e operar uma infraestrutura de longo prazo. E uma forma sustentável de fazer isso, é usar recursos locais para fabricar o que precisamos. Esta atividade de pesquisa com a TalTech é de particular interesse para nós, pois não é apenas muito inovadora, mas também assenta no know-how que amadureceu ao longo de vários anos na TalTech. É também muito bom ver cada vez mais tecnologias provenientes da Estónia, um recente Estado-Membro da ESA.” disse o co-supervisor do aluno de doutoramento, Dr. Advenit Makaya, da ESA.
“Estamos satisfeitos por ver que a adesão da Estónia à Agência Espacial Europeia traz resultados práticos. Abriu as portas a cientistas a nível de doutoramento e a estudantes de doutoramento, também a estagiários de mestrado que podem trabalhar em laboratórios da ESA e fazer parte do Comunidade científica da ESA. O benefício disso não pode ser subestimado” disse Madis Võõras, Chefe do Escritório Espacial da Estônia.
A duração do projeto está prevista para durar quatro anos, durante esse tempo, os pesquisadores da TalTech podem usar os laboratórios de ciência e tecnologia da ESA na Holanda para pesquisa e colaborar com os melhores engenheiros e pesquisadores do mundo.
Publicado em 21/12/2021 19h52
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