Uma equipe de cientistas desenvolveu uma inovação chave para o armazenamento de energia renovável: uma molécula orgânica capaz de armazenar energia solar. Depois, esta pode ser liberada como calor sob demanda, sem baterias nem rede elétrica.
Esta energia armazenada em suas ligações químicas é chave porque pode se manter estável durante anos, e inclusive já foi capaz de ferver água.
O avanço, publicado na revista Science, foi realizado por químicos da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (UCSB).
Como funciona o inovador sistema para o armazenamento de energia solar
A molécula se chama pirimidona e seu design está inspirado no DNA. Ao absorver luz ultravioleta, ela se torce como uma mola e fica presa em uma configuração de alta energia estável durante anos.
Depois, ao adicionar um catalisador, a molécula se relaxa e libera essa energia armazenada como calor. Além disso, o processo é completamente reversível.
É que, além do armazenamento de energia, após liberar o calor, esta molécula pode voltar a expor-se ao sol e recarregar-se.
“O conceito é reutilizável e reciclável”, explicou Han Nguyen, estudante de doutorado e autora principal do estudo.
“É semelhante aos óculos de sol fotocromáticos. Dentro de casa são lentes transparentes, você sai ao sol e elas escurecem sozinhas. Essa mudança reversível é o que nos interessa, só que, em vez de mudar de cor, queremos armazenar energia”, detalhou.
O que a faz diferente dos painéis solares
Esta inovação se distingue dos sistemas fotovoltaicos convencionais por várias razões:
- Não requer baterias externas nem depende da rede elétrica.
- Sua densidade energética supera 1,6 megajoules por quilograma, quase o dobro de uma bateria de lítio padrão.
- O material pode recarregar-se e reutilizar-se de forma praticamente indefinida.
- Evita converter a luz em eletricidade para depois transformá-la em calor, um processo que gera perdas.
“Com os painéis solares você precisa de um sistema de baterias adicional para armazenar a energia”, apontou Benjamin Baker, coautor do estudo.
“Com o armazenamento molecular de energia solar térmica, o próprio material armazena essa energia proveniente da luz solar”, explicou o especialista.
A equipe descreveu o sistema como uma “bateria solar recarregável” e já demonstrou que o calor liberado é suficiente para ferver água.
“Ferver água é um processo que requer muita energia”, disse Nguyen. “O fato de que podemos fazê-lo em condições ambientais é uma grande conquista”.
Espanha, também na vanguarda
Esta inovação não é um fenômeno isolado. Na Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) de Barcelona, pesquisadores desenvolveram o primeiro dispositivo híbrido que combina uma célula fotovoltaica com um sistema MOST.
As moléculas que utilizam são fabricadas apenas com carbono, hidrogênio, oxigênio, flúor e nitrogênio. Não requerem materiais raros nem caros, o que as torna mais acessíveis e sustentáveis.
O sistema cumpre uma dupla função: armazena energia solar e atua como filtro óptico e agente refrigerante para a célula solar.
Ao absorver os fótons de alta energia, as moléculas se transformam e guardam essa energia para uso posterior, enquanto a célula trabalha a temperaturas mais baixas e com maior eficiência.
