O dispositivo híbrido consiste em um material de armazenamento molecular (MSM) e um material localizado de mudança de fase (L-PCM), separado por um aerogel de sílica para manter a diferença de temperatura necessária. (Créditos da imagem: Reprodução).

Jeannie Kever e Henrique Cortez | EcoDebate — Pesquisadores da Universidade de Houston (UH) relataram um novo dispositivo que pode capturar eficientemente a energia solar e armazená-la até que seja necessário, oferecendo promessas para aplicações que vão da geração de energia à destilação e dessalinização.

Ao contrário dos painéis solares e células solares, que dependem da tecnologia fotovoltaica para a geração direta de eletricidade, o dispositivo híbrido captura o calor do Sol e o armazena como energia térmica. Ele aborda alguns dos problemas que impediram a adoção em larga escala da energia solar, sugerindo um novo caminho para o uso de energia solar 24 horas por dia, apesar das horas limitadas de luz solar, dias nublados e outras restrições.

O trabalho, descrito em um artigo na revista Joule, combina armazenamento de energia molecular e armazenamento de calor latente para produzir um dispositivo integrado de colheita e armazenamento para operação potencial 24/7. Os pesquisadores relatam uma eficiência de colheita de 73% em operações de pequena escala e de até 90% em operações de larga escala.

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Até 80% da energia armazenada foi recuperada à noite, e os pesquisadores disseram que a recuperação diurna era ainda maior.

Hadi Ghasemi, professor associado de engenharia mecânica da UH e autor correspondente do artigo, disse que a colheita de alta eficiência se deve, em parte, à capacidade do dispositivo de capturar todo o espectro da luz solar, colhendo-o para uso imediato e conversão do excesso em armazenamento de energia molecular.

O dispositivo foi sintetizado usando norbornadieno-quadriciclano como material de armazenamento molecular, um composto orgânico que, segundo os pesquisadores, demonstra alta energia específica e excepcional liberação de calor, mantendo-se estável por longos períodos de armazenamento. Ghasemi disse que o mesmo conceito pode ser aplicado usando materiais diferentes, permitindo que o desempenho — incluindo temperaturas e eficiência operacionais — seja otimizado.

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T. Randall Lee, professor de química da UH Cullen College of Engineering e autor correspondente, disse que o dispositivo oferece maior eficiência de várias maneiras: a energia solar é armazenada na forma molecular e não como calor, que se dissipa com o tempo, e o sistema integrado também reduz as perdas térmicas porque não há necessidade de transportar a energia armazenada através de linhas de tubulação.

“Durante o dia, a energia solar térmica pode ser colhida em temperaturas de até 120 graus centígrados”, disse Lee, que também é um dos principais pesquisadores do Texas Center for Superconductivity, em UH . “À noite, quando há pouca ou nenhuma irradiação solar, a energia armazenada é colhida pelo material de armazenamento molecular, que pode convertê-lo de uma molécula de energia mais baixa para uma molécula de energia mais alta.”

Isso permite que a energia armazenada produza energia térmica a uma temperatura mais alta à noite do que durante o dia — aumentando a quantidade de energia disponível mesmo quando o sol não está brilhando, disse ele.

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Este texto foi originalmente publicado por EcoDebate. Leia o original aqui.

Referência:

  1. KASHYAP, Varun et al. “Full Spectrum Solar Thermal Energy Harvesting and Storage by a Molecular and Phase-Change Hybrid Material”; Joule, 2019. Acesso em: 24 nov. 2019.