Azure Photon usa células solares de perovskita para substituir baterias descartáveis no IoT

O mundo parece ficar cada vez mais dependente de baterias descartáveis. “Só em 2025, terão sido descartadas 78 milhões de baterias por dia, com impacto econômico e ambiental significativo”, afirma a Azure Photon, uma nova spin-off da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, que apresenta uma alternativa limpa e de “vida longa”, pensada para durar por mais de uma década.

Segundo estimativas oficiais, até 2030 haverá mais de 40 mil milhões de dispositivos de IoT (Internet das Coisas) em operação. E, embora muitos desses equipamentos tenham uma vida útil perto de 10 anos, eles costumam depender de baterias que precisam ser trocadas, em média, a cada dois anos - o que gera “uma montanha crescente de resíduos eletrônicos”. Entram nessa lista dispositivos pequenos como sensores de temperatura, umidade, movimento ou qualidade do ar, etiquetas inteligentes, medidores, sistemas de monitoramento e inúmeros equipamentos que coletam e transmitem dados de forma contínua - ou até teclados sem fio.

Foi para enfrentar esse problema que surgiu a Azure Photon, com a proposta de substituir baterias convencionais por células solares de perovskita capazes de captar energia da iluminação interna e manter dispositivos inteligentes funcionando durante todo o ciclo de vida.

Um cristal no laboratório

A solução criada por Seyedali Emami e Jorge Martins, pesquisadores do LEPABE - Laboratório de Engenharia de Processos, Ambiente, Biotecnologia e Energia -, e por Adélio Mendes, professor titular do Departamento de Engenharia Química e Biológica da FEUP, usa células solares de perovskita, um cristal existente na natureza, mas que pode ser produzido em laboratório com propriedades de absorção de luz.

“É uma tecnologia fotovoltaica emergente, produzida com materiais abundantes e de baixo custo, que se distingue pela sua capacidade excecional de produzir eletricidade, mesmo sob baixa luminosidade. Em ambientes interiores, essas células já atingiram uma eficiência de conversão de energia recorde de 44,7%, superando largamente as tecnologias solares tradicionais de silício e filmes finos”, explicam os pesquisadores.

Na prática, dizem, a tecnologia “permite transformar a luz artificial de escritórios, depósitos, lojas ou casas inteligentes em uma fonte de energia limpa, contínua e suficiente para alimentar sensores e dispositivos de IoT sem necessidade de manutenção permanente”. Para isso, é utilizado um processo de selagem hermética a laser que protege as células fotovoltaicas da umidade e do oxigênio - dois dos principais fatores de degradação. Também é aplicado um processo desenvolvido na FEUP que viabiliza a produção em temperaturas abaixo de 100 graus, enquanto métodos tradicionais exigem mais de 400 graus Celsius, algo incompatível com materiais sensíveis das perovskitas.

2.500 horas

Segundo a empresa, as células encapsuladas dessa maneira já apresentaram mais de 2.500 horas de estabilidade em testes acelerados sob iluminação solar - um resultado considerado “essencial para a viabilidade comercial do projeto”.

O passo seguinte é colocar no mercado o primeiro dispositivo, oferecendo uma alternativa energética que pode reduzir resíduos eletrônicos, diminuir custos operacionais e ampliar a autonomia dos dispositivos inteligentes que dão suporte à digitalização de edifícios, indústrias e infraestruturas, “em linha com as metas europeias de neutralidade carbónica e com os objetivos de desenvolvimento sustentável das Nações Unidas”, afirmam.

Essas baterias - que a Azure Photon garante serem bem mais sustentáveis do que as atuais - “são facilmente adaptáveis aos sensores existente”, observa Jorge Martins, reconhecendo que os potenciais clientes estão em diferentes setores, da indústria, à construção civil, aos supermercados ou à logística do transporte de mercadorias. Ainda assim, ele admite: “ainda é muito difícil competir com as baterias tradicionais em termos de custos. Estamos a falar de uma tecnologia muito embrionária frente à produção em massa de baterias descartáveis”.

Dois projetos a correr

Hoje, “estamos a falar de preços de 50 centavos a €1 nas descartáveis e de €3 na nossa solução, já com produção em escala, com um milhão de baterias como mínimo”, diz o pesquisador. Ele se mostra confiante de que a capacidade produtiva da empresa pode se tornar competitiva em um horizonte de 5 anos, “dependendo do financiamento e do mercado”.

Por enquanto, a Azure toca dois projetos: um no âmbito do StartUP Voucher Innovate 2025 – 2026, no valor de €30 mil, que foi usado para desenvolver três protótipos de dispositivos eletrônicos alimentados por células solares e realizar estudos de mercado; e outro, no Norte 2030, com dotação de €900 mil, voltado à fabricação de células solares, criação de protótipos e validação em campo dentro de edifícios reais.

“O que temos de fazer, agora, é passar do laboratório para a comercialização”, afirma o pesquisador sobre este projeto que nasceu de uma tese de doutoramento e que começa a atrair a atenção de potenciais clientes internacionais, especialmente nos setores da construção e da distribuição - onde um supermercado pode ter mais de 7 milhões de etiquetas eletrônicas, todas com bateria.