Pesquisadores da Universidade da Califórnia desenvolvem bateria solar molecular com densidade energética superior a 1,6 MJ/kg

De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, desenvolveram uma bateria solar molecular capaz de capturar energia luminosa e armazená-la em estruturas químicas, liberando-a posteriormente na forma de calor conforme a necessidade. Essa tecnologia possui densidade energética superior a 1,6 MJ/kg e pode ferver água em condições ambientais.

Um grande desafio para aplicações de aquecimento solar é o armazenamento de energia, para superar a dependência da luz solar. A molécula desenvolvida pela equipe, chamada pirimidona, altera sua estrutura ao ser exposta à luz solar, entrando em um estado de alta energia, podendo posteriormente liberar o calor armazenado. O estudo foi publicado na revista Science e pertence ao campo da tecnologia de armazenamento térmico solar molecular (MOST). Diferentemente dos painéis solares tradicionais, que convertem energia luminosa em eletricidade, o sistema MOST armazena energia diretamente no interior das moléculas.

Nguyen Han, primeiro autor do estudo, comparou o princípio de funcionamento da molécula a uma mola comprimida. A pirimidona absorve energia quando ativada pela luz e a libera quando acionada. Os pesquisadores enfatizam que o processo é reversível, e o material pode armazenar e liberar energia várias vezes sem degradação observada. Han afirmou que foi essa mudança reversível que despertou o interesse da pesquisa; a equipe não utiliza a mudança de cor, mas aplica o mesmo princípio para armazenar energia e reutilizar o material.

Os pesquisadores se inspiraram em estruturas de DNA e em materiais fotocrômicos (como lentes fotossensíveis), que sofrem mudanças reversíveis de forma sob luz. A estrutura da molécula imita componentes do DNA que reagem à luz ultravioleta. Com o suporte computacional de KN Houk, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (UCLA), a equipe otimizou o composto para torná-lo mais estável e capaz de armazenar energia por mais tempo. Han afirmou que o design molecular busca simplicidade; a equipe removeu elementos considerados desnecessários para construir uma estrutura compacta e eficiente de armazenamento solar.

A densidade energética do material ultrapassa 1,6 MJ/kg, superior aos aproximadamente 0,9 MJ/kg de uma bateria de íon-lítio típica. Esse desempenho é considerado significativo para o sistema MOST, pois a molécula pode fornecer energia suficiente para ferver água em condições ambientais. A solubilidade da pirimidona também abre caminho para uso em coletores solares, onde o material pode circular no sistema, armazenando energia durante o dia e liberando calor posteriormente. O coautor Benjamin Baker destacou que a diferença prática entre os dois é que os painéis solares exigem sistemas de bateria adicionais, enquanto o material de armazenamento térmico solar molecular armazena energia luminosa por si só.