Um avanço inovador no armazenamento de energia solar surgiu através do desenvolvimento de um novo tipo de “photoswitch” molecular capaz de aproveitar a energia solar quando exposta à luz visível.
Ao contrário dos métodos tradicionais de armazenamento de energia, esta inovação apresenta estabilidade na forma sólida, abordando os desafios relacionados à estabilidade térmica e sensibilidade além do espectro ultravioleta (UV), tornando-a altamente atraente para implementação prática e comercialização.
Absorção maior com os fotointerruptores
A principal autora, Grace Han, afiliada à Brandeis University, esclarece que os compostos inovadores armazenam energia solar em ligações químicas altamente tensas. Essas ligações sofrem uma transformação química ao absorver a luz, e estímulos externos podem desencadear uma reação reversa que libera a energia armazenada, muitas vezes na forma de calor.
O aspecto mais notável é a longevidade desses sistemas tensos, permanecendo estáveis por várias décadas e liberando energia quando necessário via ativação térmica ou irradiação UV. Apenas 51 Joules por grama podem ser suficientes para aquecer 1 grama de água em 10 graus.
Esses compostos fotoativos pertencem à categoria de compostos moleculares de armazenamento de energia térmica solar, comumente referidos como “MOST”. O que distingue esse sistema é a incorporação de um motivo de estirilpirílio, um afastamento das estruturas MOST mais tradicionais, como azobenzenos, hidrazonas e fulvalenos.
Essa novidade se estende ao fato de que esses compostos funcionam efetivamente em estado sólido e exibem absorção em uma ampla gama de comprimentos de onda de luz visível, fatores essenciais para escalabilidade e sustentabilidade.
Desafios da nova tecnologia na energia solar
Os materiais MOST convencionais se destacam em soluções e interfaces sólido-líquido, exigindo volumes substanciais para configurações eficientes, ao mesmo tempo, em que apresentam preocupações relacionadas a vazamentos, poluição e riscos de incêndio.
Além disso, os fotointerruptores existentes absorvem principalmente a luz ultravioleta, representando apenas uma fração do espectro solar. A equipe de Han, no entanto, ajustou a absorção para a faixa visível, prevendo a possibilidade de absorção de comprimento de onda ainda mais ampla por meio de futura funcionalização.
A equipe também estudou várias estruturas de estirilpirílio com substituintes distintos e contra-ânions, avaliando a estabilidade e as propriedades de armazenamento. Ao explorar sistematicamente diferentes grupos de doadores de elétrons e grupos de retirada de elétrons, os pesquisadores otimizaram as propriedades, incluindo a estabilidade e a duração do armazenamento.
Essa otimização permitiu ciclos repetidos de liberação de armazenamento em estado sólido sem degradação ou decomposição da eficiência, aumentando a meia-vida do armazenamento de energia de quatro dias para impressionantes 32 anos.
Este desenvolvimento marca um salto significativo em direção ao armazenamento de energia eficiente e de longo prazo, mostrando o potencial de projetos moleculares personalizados para soluções de energia revolucionárias.
Fonte: Chemistry World
Sobre a Solfácil
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