Um grupo de cientistas desenvolveu um sistema capaz de captar, armazenar e liberar energia solar em forma líquida, utilizando materiais acessíveis e disponíveis comercialmente.
A energia capturada no fluido pode ser liberada posteriormente como hidrogênio, sem necessidade de eletricidade externa. A descoberta, divulgada na revista Advanced Materials, representa um passo chave para a conversão da energia solar em um recurso portátil e adaptável.
Como funciona o sistema
O processo separa três etapas: captação, armazenamento e liberação. Para isso, emprega nitreto de carbono grafítico, um pó amarelo que atua como fotocatalisador, e metatungstato de amônio, um composto de tungstênio e oxigênio que retém elétrons como se fosse uma pequena bateria recarregável.
Ambos materiais são misturados em água com uma pequena proporção de metanol, que cumpre um papel essencial: absorver as cargas positivas geradas pela interação da luz com o nitreto de carbono, evitando que os elétrons se recombinem muito rápido e permitindo sua conservação.
Ao expor o nitreto de carbono à luz azul, são gerados pares de elétrons e lacunas. Os elétrons migram para os aglomerados de tungstênio do metatungstato, onde ficam armazenados. Este fenômeno é evidenciado na mudança de cor do líquido: de amarelo pálido a azul intenso, sinal de que os átomos de tungstênio se reduzem de um estado de carga +6 para +5.
Produção de hidrogênio no escuro
Para liberar a energia acumulada em forma de hidrogênio, os pesquisadores adicionam um catalisador de platina sobre carbono à solução na ausência de luz. A platina atua como local de reação, onde os elétrons armazenados se combinam com prótons da água para formar hidrogênio gasoso. Desta forma, a captação solar, o armazenamento e a produção de hidrogênio podem ser realizados em momentos distintos, sem conexão contínua.
Em testes de laboratório, após uma hora de exposição luminosa, o sistema gerou 13,5 micromoles de hidrogênio no escuro. A taxa máxima alcançou 3.220 micromoles por grama e por hora, um recorde para um sistema fotocatalítico não iluminado. Sob luz solar real, também foram obtidos resultados bem-sucedidos, com uma taxa de 954 micromoles por grama e por hora sem recorrer a eletricidade externa.
Confirmação do mecanismo
Estudos avançados verificaram o processo: testes de emissão luminosa mostraram que os elétrons permanecem graças ao armazenamento; a espectroscopia evidenciou a redução dos átomos de tungstênio; e medições magnéticas detectaram esses estados unicamente após a exposição à luz.
Os autores resumiram: “Este sistema demonstra uma eficiência notável no armazenamento de energia solar como elétrons”.
Potencial e desafios
A tecnologia abre a possibilidade de transportar energia solar capturada em regiões ensolaradas para zonas com menor radiação, em formato líquido e sem necessidade de cabos, baterias ou depósitos especializados de hidrogênio. Se for possível que os elétrons armazenados permaneçam estáveis durante semanas e não apenas horas, poderia distribuir-se energia solar internacionalmente e transformá-la em combustível quando necessário.
Persistem, no entanto, desafios importantes: o sistema depende do metanol como componente essencial e ainda não foi testado seu funcionamento durante períodos prolongados fora do laboratório.
A transformação da energia solar em um recurso verdadeiramente portátil e acessível está cada vez mais próxima. Este avanço demonstra que é possível armazenar energia solar em forma líquida e liberá-la como hidrogênio sem eletricidade externa, aproximando a ciência um passo mais para aplicações reais que poderiam revolucionar a transição energética global.
