Um grupo de investigadores da Chalmers University of Technology, na Suécia, desenvolveu uma molécula especialmente desenhada para o armazenamento de energia solar [1,2,3,4]. Esta molécula composta por carbono, hidrogénio e nitrogénio tem a propriedade de, quando atingida pela luz solar, ser transformada no seu isómero altamente energético – uma molécula que consiste nos mesmos átomos, mas ligados de forma diferente. Esse isómero encontra-se no estado líquido podendo então ser armazenado para quando essa energia for necessária, por exemplo, durante a noite ou no inverno. A este tipo de sistema de energia solar chama-se de MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage). Com os avanços que ocorreram ao longo do ano passado, a equipa de investigadores conseguiu modificar a molécula de modo a que o seu isómero possa ser armazenado até 18 anos!
No que diz respeito à extração da energia armazenada, os resultados foram melhores que o esperado. Os cientistas desenvolveram um catalizador que controla a libertação, sob forma de calor, da energia armazenada, proporcionando um aquecimento do líquido em 63 °C. Ao passar pelo catalizador a molécula retorna ainda ao seu estado inicial podendo ser novamente utilizada.
Em suma, o sistema de energia MOST é capaz de trabalhar de uma forma circular (Figura 1). Primeiro, o líquido captura energia da luz solar, através de um colector térmico colocado no telhado de um edifício, de forma semelhante aos existentes actualmente. De seguida o líquido será armazenado à temperatura ambiente, permitindo perdas de energia mínimas. Quando a energia for necessária o líquido passará então através do catalizador libertando energia sob a forma de calor. O líquido quente fluirá então nos sistemas de aquecimento domésticos, retornando de seguida ao colector, iniciando um novo ciclo, tudo livre de emissões e sem danificar a molécula.
No futuro os cientistas pretendem modificar a molécula de modo a atingir um aumento da temperatura em pelo menos 110 °C. Espera-se que este sistema chegue ao mercado algures nos próximos 10 anos.
Fontes:
[1] Removing the need for toluene to be mixed with the molecule. Liquid Norbornadiene Photoswitches for Solar Energy Storage in the journal Advanced Energy Materials. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201703401
[2] Increasing energy density and storage times. Molecular Solar Thermal Energy Storage in photoswitch oligomers increases energy densities and storage times in the journal Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-018-04230-8
[3] Achieving energy storage of up to 18 years. Norbornadiene-based photoswitches with exceptional combination of solar spectrum match and long-term energy storage in Chemistry: A European Journal. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.201802932
[4] New record in how efficiently heating can be done. The liquid can increase 63 ºC in temperature. Macroscopic Heat Release in a Molecular Solar Thermal Energy Storage System in the journal Energy and Environmental Science. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/ee/c8ee01011k
“Emissions-free energy system saves heat from the summer sun for winter”. Chalmers. https://www.chalmers.se/en/departments/chem/news/Pages/Emissions-free-energy-system-saves-heat-from-the-summer-sun-for-winter-.aspx (Acedido em 3 de Janeiro, 2019)