Material ultraporoso armazena energia solar por quatro meses

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Imagem: CSIRO/Paolo Falcaro/Dario Buso/Divulgação
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Três pesquisadores do Departamento de Química da Universidade de Lancaster, na Inglaterra, resolveram testar um material ultraporoso sintetizado por pesquisadores da Universidade de Kyoto, no Japão, para armazenamento de energia solar. O resultado foi animador: as moléculas de sua estrutura atuam como fotointerruptores, capazes de, na presença de luz e calor, mudar de forma e armazenar energia.

Há dois anos, pesquisadores japoneses estudavam uma classe de cerâmicas porosas conhecidas como estruturas metalorgânicas (metal-organic framework, ou MOF), formadas por uma rede de íons metálicos ligados por moléculas baseadas em carbono (a imagem acima mostra cristais de MOF).

Uma das melhores propriedades desse material é que ele é altamente poroso – tem a capacidade de formar materiais compostos hospedando outras pequenas moléculas em suas estruturas. Mesmo desconfiando que ele seria capaz de armazenar energia, essa possibilidade não foi investigada.

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Essa possibilidade foi o ponto de partida para os químicos John Griffin, Kieran Griffiths e Nathan Halcovitch, que expuseram o material à luz ultravioleta esperando afetar as moléculas de azobenzeno nos poros do MOF.

Além de estocar energia, o MOF tem outros usos, como armazenar dados digitalmente.Além de estocar energia, o MOF tem outros usos, como armazenar dados digitalmente.Fonte:  Chemistry of Materials/Griffiths et al/Divulgação 

Ao absorverem a luz, as moléculas mudaram de uma forma esticada para uma tensionada, tal como uma mola quando é apertada. Para mudar de forma novamente (ou seja, “esticar” a mola e liberar a energia), o MOF precisa ser exposto ao calor. Isso significa que a energia pode ser armazenada em temperatura ambiente. Testes posteriores mostraram que a estrutura tem capacidade para reter energia por, pelo menos, quatro meses, o que tornaria viável seu uso para armazenamento sazonal.

“O material funciona um pouco como materiais de mudança de fase, são usados para fornecer calor. No entanto, uma de suas vantagens é que ele captura energia 'gratuita' diretamente do sol. Também não possui partes móveis ou eletrônicas e, portanto, não há perdas envolvidas em armazenamento e liberação da energia solar. Esperamos que, com mais desenvolvimento, possamos fazer outros materiais que estocam ainda mais energia”, disse Griffin.

Material ultraporoso armazena energia solar por quatro meses