O sol dá vida às plantas e microrganismos, fornece calor e luz do dia e é uma fonte inesgotável de energia renovável. Por todas as contas, a energia solar deve ser a nossa primeira escolha para aquecer nossa água e casas e abastecer nossos carros, mas há apenas um problema que atrapalha a indústria solar há algum tempo – a questão do armazenamento. Os cientistas têm se esforçado para encontrar uma maneira barata e eficiente de armazenar a energia gerada pela energia solar a longo prazo.
Isto é, até agora. Uma equipe da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolveu um combustível solar térmico especializado que pode armazenar energia do sol por até dezoito anos
Moléculas liquefeitas
Esse combustível térmico é na verdade uma molécula, chamada norbornadieno na forma líquida, e a equipe da Chalmers trabalha para melhorá-lo desde 2018
Até agora, o melhor método que encontramos para armazenar energia solar está na forma de uma bateria. A Tesla lidera a tarefa de desenvolver essa tecnologia e, embora seja muito eficaz, é cara. Para instalar o novo sistema Powerwall da empresa em sua casa, custaria aproximadamente 20 mil dólares. Não é de surpreender que esse custo seja proibitivo para a maioria das pessoas que desejam alimentar suas casas com energia renovável.
A equipe da Suécia espera que essa nova tecnologia dê a mais pessoas a oportunidade de alimentar suas casas com a luz solar . ”Um combustível solar térmico é como uma bateria recarregável, mas, em vez de eletricidade, você coloca a luz do sol e retira o calor, acionada demanda ”, diz Jeffrey Grossman, que lidera um laboratório do MIT que trabalha com esses materiais
Interruptor fotoelétrico para armazenamento de energia solar
Essa nova tecnologia usa um processo chamado fotoisomerização para converter norbornadieno (NBD) em seu isômero, quadriciclano (QC)
Antes de prosseguir, vamos esclarecer algumas coisas:
Isômeros são duas moléculas que são compostas dos mesmos átomos (digamos, eles têm os mesmos “ingredientes”), mas esses átomos são organizados de maneira diferente no espaço. Pense nos isômeros como um par de luvas: ambas as luvas têm quatro dedos e um polegar, mas uma luva da mão direita serve apenas para a mão direita e uma luva da mão esquerda apenas para a mão esquerda. Nesse caso, nossos dois isômeros são norbornadieno (NBD) e quadriciclano (QC), ambos compostos de hidrogênio, carbono e nitrogênio, mas esses átomos estão em diferentes seqüências
A fotoisomerização ocorre quando as moléculas de um isômero (NBD) absorvem a luz solar e ficam excitadas. Isso faz com que elas se reorganizem para se tornarem um novo isômero, neste caso QC. Quando o NBD é convertido em seu isômero QC, a energia fica presa na molécula. Essa nova molécula energizada é estável e possui fortes ligações químicas, razão pela qual pode armazenar essa energia por um período tão longo. O aspecto importante desse processo é que ele pode ser revertido.
Liberando a energia
A capacidade de armazenar essa energia é incrivelmente importante, mas uma vez armazenada, qual é o sentido de tê-la se você não conseguir recuperá-la? É como trancar algo em um cofre e depois perder a chave.
Para obter a energia que ficou presa na molécula de CQ, você deve convertê-la novamente em NBD. Para fazer isso, a equipe de Chalmers passou a molécula de CQ através de um catalisador para reorganizar as moléculas de volta ao seu estado original
Esse processo faz com que a molécula libere energia na forma de calor. Os cientistas que trabalham no projeto descobriram que, quando a molécula era passada através de um catalisador, aquecia o combustível em 63 graus Celsius ou 113 graus Fahrenheit.
Esse calor líquido pode ser usado para aquecer residências, escritórios, espaços públicos e muito mais.
Energia renovável e econômica
Esse combustível solar pode ser armazenado em tanques não isolados dentro de casas ou fábricas, ou pode até ser transportado por caminhão ou canalizado entre cidades e fazendas solares. Kasper Moth-Poulson, um dos membros da equipe que trabalha no projeto, explica que o combustível e o catalisador sofrem muito pouco dano durante o processo, o que lhes permite executar o sistema em um circuito fechado, captando a luz do sol e diminuindo o calor repetidamente.
“Nós rodamos em 125 ciclos sem nenhuma degradação significativa”, diz Moth-Poulsen.
Por quilograma, esse combustível pode armazenar até 250 watts / hora de energia, que é o dobro da capacidade da bateria Tesla Powerwall
O futuro da energia solar
Embora este trabalho seja muito empolgante, ainda não está pronto para ser comercializado.
“Fizemos muito progresso”, diz Moth-Poulsen, “mas ainda há muito a descobrir.”
Até agora, a equipe desenvolveu várias variantes de combustível; portanto, o próximo passo é criar um único combustível que tenha uma vida útil longa, alta densidade de energia e boa capacidade de reciclagem
No momento, a eficiência do combustível é bastante baixa, pois responde apenas aos comprimentos de onda mais curtos (ultravioleta e azul) do sol, que representam apenas cinco por cento da energia solar disponível para nós. A equipe está trabalhando para aumentar a sensibilidade do combustível para responder a uma ampla gama de comprimentos de onda
Quando se trata de produção de eletricidade, mais quente é sempre melhor, e Moth-Poulson pretende aumentar seu nível de temperatura para 80 graus Celsius (176 graus Fahrenheit) ou mais
A esperança é que essa nova tecnologia esteja disponível nos próximos dez anos [1].
“Quando comecei, havia realmente apenas um grupo de pesquisa trabalhando nesses tipos de sistemas”, lembra Moth-Poulsen. Mas o progresso atraiu outros para o desafio. “Agora existem equipes nos EUA, na China, na Alemanha – cerca de 15 em todo o mundo”, diz ele
Com tantos grupos trabalhando no projeto, podemos estar aquecendo nossas casas com luz solar até 2030.
Fonte: theheartysoul.com
