Três pesquisadores do Departamento de Química da Universidade de Lancaster, na Inglaterra, concluíram que o material é capaz de armazenar energia solar por quatro meses
Por Adriana Dorante
Uma parceria entre pesquisadores do Departamento de Química da Universidade de Lancaster, na Inglaterra, e pesquisadores da Universidade de Kyoto, no Japão resultou na criação de um material ultraporoso que armazena energia solar por quatro meses. O material poroso foi criado pelos japoneses e testado pelos pesquisadores ingleses. No teste, as moléculas de sua estrutura atuaram como fotointerruptores, capazes de, na presença de luz e calor, mudar de forma e armazenar energia.
Os pesquisadores japoneses estudavam há dois anos, 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.
Segundo os pesquisadores as propriedades altamente porosas desse material têm a capacidade de formar materiais compostos hospedando outras pequenas moléculas em suas estruturas. Apesar de mostrar possibilidade de armazenar energia, nada foi pesquisado.
Em outra ocasião, os químicos John Griffin, Kieran Griffiths e Nathan Halcovitch, expuseram o material à luz ultravioleta esperando afetar as moléculas de azobenzeno nos poros do MOF. Quando absorveram a luz, as moléculas mudaram de uma forma esticada para uma tensionada, tal como uma mola quando é apertada.
O teste comprovou que a energia pode ser armazenada em temperatura ambiente, uma vez que que para mudar de forma novamente (ou seja, “esticar” a mola e liberar a energia), o MOF precisa ser exposto ao calor. Posteriormente, outros testes mostraram que a estrutura tem capacidade para reter energia por, pelo menos, quatro meses, o que tornaria viável seu uso para armazenamento sazonal.
O químico John Griffin explicou que o material funciona um pouco como materiais de mudança de fase, são usados para fornecer calor. “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.
Dentro dos poros, as moléculas de azobenzeno se alojam em um formato distendido, como uma mola esticada. Quando o material é exposto à luz ultravioleta, as moléculas mudam de forma, assumindo uma configuração tensionada. Este processo armazena a energia de maneira semelhante à energia potencial de uma mola comprimida.
Isso significa que a energia potencial pode ser armazenada por longos períodos de tempo em temperatura ambiente: Os testes conduzidos pela equipe mostraram que o material é capaz de armazenar energia por pelo menos quatro meses, antes que as moléculas comecem a voltar ao seu estado original e a energia se perca.
A energia é liberada novamente com a aplicação de calor, que funciona como um gatilho para mudar o estado do azobenzeno, e essa liberação pode ser muito rápida, como uma mola comprimida que volta ao seu estado não tensionado. Isso fornece um aumento de calor que pode ser usado, por exemplo, para aquecer água, cujo vapor pode então ser usado para gerar energia.
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