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Cientistas criam novo tipo de painel solar que funciona dentro da água do mar a 10 metros de profundidade e atinge 34,71% de eficiência para alimentar sensores e robôs submarinos
Escrito por Valdemar Medeiros
Publicado em 23/09/2026 às 17:52
Atualizado em 23/09/2026 às 17:55
Ciência e Tecnologia
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Célula solar de perovskita alcança 34,71% de eficiência sob luz simulada a 10 metros e consegue carregar baterias no fundo do mar.
Segundo o estudo publicado na revista científica Joule, pesquisadores desenvolveram uma célula solar de perovskita feita especificamente para trabalhar onde os painéis tradicionais praticamente nunca são instalados: debaixo d’água. Em testes que reproduziram a luz disponível a 10 metros de profundidade, o dispositivo converteu 34,71% da energia luminosa que chegou até sua superfície em eletricidade. Depois, a equipe deixou o laboratório e levou módulos maiores para o Mar da China Meridional. Mesmo mergulhados a 10 metros, eles conseguiram carregar baterias de íons de lítio e alimentar pequenos equipamentos.
O resultado não significa que o fundo do mar tenha mais energia solar que a superfície. A chave está em outra parte da história: a nova célula foi construída para aproveitar justamente as cores da luz que conseguem sobreviver depois de atravessar vários metros de água.
A água apaga boa parte da luz antes que ela chegue ao painel
A água absorve algumas cores com muito mais facilidade do que outras. Tons ligados a comprimentos de onda maiores desaparecem rapidamente. Conforme a profundidade aumenta, sobra principalmente uma faixa azul e verde.
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Entre 5 e 10 metros, a radiação disponível fica concentrada sobretudo entre aproximadamente 400 e 600 nanômetros. Um painel criado para trabalhar em terra continua preparado para captar um conjunto muito mais amplo de comprimentos de onda.
É como levar uma máquina construída para receber dez ingredientes até um lugar onde restaram apenas três.
Os pesquisadores fizeram o contrário. Criaram uma célula para aqueles três.
A perovskita foi ajustada para enxergar a luz que sobra
A equipe liderada por Wen-Hua Zhang, da Universidade de Yunnan, trabalhou com uma perovskita de ampla banda proibida, ou wide bandgap, próxima de 1,96 elétron-volt.
O termo parece complicado, mas a ideia é simples.
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A composição do material determina quais partes da luz ele consegue transformar melhor em eletricidade. Em vez de tentar absorver comprimentos de onda que já desapareceram na água, a célula foi ajustada para aproveitar principalmente a faixa azul-esverdeada que ainda chega a 10 metros.
Foi aí que o comportamento mudou. Sob a luz solar padrão usada para testar células em terra, o dispositivo alcançou eficiência máxima de 17,08%, com valor independente certificado de 16,79%.
No ambiente luminoso reproduzido para 10 metros de profundidade, chegou a 34,71%.
Os 34,71% não significam que o fundo do mar produz mais energia
Eficiência mede quanto da luz que efetivamente chega à célula vira eletricidade. A 10 metros, muito menos luz chega ao dispositivo do que chegaria a um painel colocado sob o sol na superfície.
A água já filtrou uma grande parcela da energia antes disso.
Portanto, os 34,71% não querem dizer que a célula submersa produziu duas vezes mais eletricidade do que em terra.
Significam que ela conseguiu aproveitar com enorme eficiência a quantidade menor e o espectro diferente de luz disponível naquela profundidade.
Os próprios experimentos no mar deixam essa diferença visível. Quanto mais fundo o módulo foi levado, menos energia total chegou à bateria.
Um módulo de 115 cm² foi levado para o mar
Depois dos testes controlados, a equipe colocou módulos maiores dentro de equipamentos submersos nas proximidades da ilha de Weizhou, no Mar da China Meridional.
A área ativa era de aproximadamente 115 cm². Os módulos foram encapsulados para impedir o contato direto da água salgada com as camadas sensíveis. Vidro, borracha sintética e resina epóxi ajudaram a formar a proteção externa.
Os pesquisadores então repetiram o experimento em três profundidades. A 2 metros, o sistema entregou 1.416 mWh durante duas horas de iluminação. A 6 metros, foram 752 mWh.
Quando chegou aos 10 metros, ainda produziu 324 mWh em duas horas.
A eletricidade foi direto para baterias de lítio
O teste não terminou no multímetro. A energia produzida pelos módulos foi usada para carregar baterias de íons de lítio. Depois, essas baterias alimentaram LEDs.
É uma quantidade pequena para os padrões de uma casa, de uma indústria ou até de um veículo elétrico. Para um sensor submarino, porém, a escala muda completamente.
Câmeras, instrumentos oceanográficos, sistemas de comunicação e sensores ambientais podem trabalhar com consumos muito menores. Alguns passam longos períodos coletando dados e gastam energia em pequenos pulsos.
Hoje, muitos desses equipamentos dependem de baterias que precisam ser retiradas, substituídas ou recarregadas.
No mar aberto, trocar uma bateria pode significar barco, mergulhador, robô e horas de operação.
Robôs submarinos poderiam deixar de voltar só para recarregar
É justamente aí que a célula começa a ficar interessante. Veículos submarinos autônomos são usados para mapear o fundo do mar, verificar dutos, observar ecossistemas, pesquisar recursos e inspecionar estruturas offshore.
A autonomia continua limitada pela quantidade de energia armazenada a bordo.
Assista o vídeo
Um robô capaz de estacionar alguns metros abaixo da superfície e recuperar lentamente parte da carga enquanto permanece no mar teria outra lógica operacional.
Não precisaria de uma “usina solar submarina” gigantesca.
Bastaria produzir energia suficiente para ampliar o tempo entre duas recargas completas. O mesmo vale para redes de sensores instaladas durante meses em regiões afastadas da costa.
Um aditivo ajudou a célula a sobreviver mais tempo
Produzir energia foi só metade do problema. Perovskitas podem degradar com umidade, calor e defeitos internos. Colocá-las perto da água salgada torna a durabilidade ainda mais crítica.
A equipe adicionou cloridrato de poli-hexametileno guanidina, chamado PHMG, durante a fabricação.
O material ajudou a modificar propriedades elétricas da perovskita, facilitou a retirada dos elétrons gerados pela luz e reduziu defeitos na estrutura cristalina.
Também limitou a movimentação indesejada de íons dentro da célula, um dos processos associados à perda de desempenho. O resultado apareceu nos ensaios prolongados.
A célula passou 1.160 horas funcionando sem perda significativa
Sob iluminação simulando a profundidade de 10 metros, os dispositivos foram mantidos no ponto de máxima potência durante 1.160 horas.
Os pesquisadores relataram ausência de degradação significativa nesse período. A equipe também fez testes acelerados para estimar a vida útil.
A projeção de T80 chegou a 48.094 horas, aproximadamente 5,49 anos a 25 °C. T80 é o tempo estimado até o equipamento cair para 80% do desempenho inicial. Isso não quer dizer que um painel já tenha passado cinco anos funcionando no oceano.
Água fria pode ajudar o painel enquanto a água salgada tenta destruí-lo
Trabalhar debaixo d’água cria uma combinação curiosa. O ambiente pode ajudar no controle da temperatura. Painéis solares aquecem sob o sol, e temperaturas maiores normalmente prejudicam seu desempenho.
A água funciona como um enorme sistema natural de refrigeração.
Ao mesmo tempo, o oceano é agressivo. Sal, pressão, corrosão e organismos que se acumulam sobre superfícies submersas podem atacar cabos, conexões e encapsulamento.
Algas e pequenos animais também podem cobrir a área que deveria receber luz, fenômeno conhecido como bioincrustação. A célula pode funcionar muito bem. Ainda assim, todo o pacote que a protege precisa sobreviver junto.
O objetivo não é cobrir o fundo do mar com fazendas solares
Painéis de silício instalados em terra já produzem energia em grande escala e com custos que uma tecnologia submarina experimental dificilmente conseguiria enfrentar hoje.
Levar milhares de módulos para o fundo do oceano também criaria problemas de instalação, manutenção e impacto ambiental.
A proposta é outra. Usar pequenas superfícies fotovoltaicas para alimentar aparelhos que já precisam permanecer debaixo d’água.
Nesse cenário, evitar uma viagem até a superfície pode valer mais do que produzir o quilowatt-hora mais barato.
A indústria offshore também pode acompanhar esse avanço
O Brasil possui uma das maiores operações de petróleo offshore do mundo e milhares de quilômetros de costa. Plataformas, dutos submarinos, sistemas de produção, cabos e estruturas espalhadas pelo oceano precisam ser constantemente monitorados.
Boa parte desse trabalho passa por sensores e equipamentos autônomos. Uma geração fotovoltaica submersa madura não substituiria a energia de plataformas ou instalações industriais.
Poderia, porém, aumentar a autonomia de pequenos equipamentos usados para inspeção, pesquisa oceanográfica e monitoramento ambiental.
Antes disso, a tecnologia terá de provar que funciona durante anos em água salgada real, e não somente durante horas de testes de campo e milhares de horas em laboratório.
Conteúdo reproduzido originalmente em: clickpetroleoegas por Valdemar Medeiros.