Un experiment tehnologic efectuat în apropierea insulei Weizhou din Marea Chinei de Sud demonstrează pentru prima dată că energia solară poate fi generată la adâncimea de 10 metri sub suprafața mării. Cercetătorii au folosit celule fotovoltaice pe bază de perovskit, concepute pentru a valorifica lumina disponibilă în condițiile de sub apă, și au obținut o eficiență de 34,71% în laborator.
Tehnologia utilizată și rezultatele obținute
Celulele fotovoltaice au fost realizate din material de perovskit cu halogenuri de plumb, cu un band gap de 1,96 electron-volți. În testele de laborator simulate condițiile de lumină la 10 metri adâncime, înregistrându-se o conversie de 34,71%, față de 17,08% în condiții de lumină standard. Eficiența ridicată indică modul în care celulele valorifică lumina albastru-verde, specifică pentru mediul subacvatic.
Factori fiziologici și tehnici ale luminii sub apă
Lumina se comportă diferit în apă față de atmosferă, fiind din ce în ce mai redusă în spectrul roșu și infraroșu, pe măsură ce se coboară adânc. La această adâncime, lumina predominantă are lungimi de undă între 400 și 600 nanometri, în zona albastru-verde. Panourile clasice pe siliciu nu sunt adaptate pentru aceste condiții, iar celulele dezvoltate sunt ajustate pentru a valorifica acest spectru specific.
Testele in situ și potențialul aplicațiilor
După etapa experimentală, modulele de aproximativ 115 centimetri pătrați au fost montate pe roboți subacvatici și coborâte în Marea Chinei de Sud, în jurul insulei Weizhou. La adâncimi de 2, 6 și 10 metri, acestea au produs, în două ore, 1.416 mWh, 752 mWh și, respectiv, 324 mWh. Energia a fost stocată în baterii litiu-ion, pentru alimentarea unui dispozitiv LED.
Limitări și posibilități pentru utilizarea practică
Cantitatea de energie obținută este insuficientă pentru alimentarea unor locuințe, comparativ cu producția unui sistem photovoltaic de rezidențial, ce poate genera 1,5–2 kWh pe zi. Tehnologia vizează însă alimentarea echipamentelor autonome, precum senzori, camere, roboți sau sisteme pentru acvacultură, aflate departe de rețeaua electrică și în zone unde alimentarea permanentă este dificilă.
Provocări legate de durabilitate și aplicații pe termen lung
Sensibilitatea perovskitului la apă, oxigen și degradare în timp reprezintă obstacole pentru utilizarea comercială. Performanțele record din laborator nu se traduceau în module durabile pentru utilizare de zeci de ani. În mediul marin, faktori precum coroziunea, depunerile biologice și particulele în suspensie pot reduce considerabil eficiența și durata de viață a celulelor.
Perspective și următori pași în cercetare
Experimentele indică potențialul de a extinde utilizarea până la adâncimi de 20–30 metri, însă aceste limite trebuie confirmate prin teste prelungite, în condiții reale. În prezent, celulele își păstrează aproximativ 96% din eficiența inițială după 300 de zile de depozitare în condiții controlate, dar stabilitatea pe termen lung în mediul marin rămâne necunoscut.
În concluzie, demonstrațiile actuale arată că energia solară sub apă nu mai este doar un concept teoretic sau de laborator, ci o posibilitate tehnologică care poate fi dezvoltată în viitor pentru alimentarea dispozitivelor autonome și a sistemelor aflate în zone inaccesibile electrificării tradiționale.
