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MOFs: Um Novo Caminho para Capturar e Guardar Energia Solar

12/02/2021

MOFs: Um Novo Caminho para Capturar e Guardar Energia Solar

A ciência é parceira e fomentadora do desenvolvimento humano e pode ser nossa melhor aliada no processo de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis. Uma nova evolução do aproveitamento da energia solar pode estar um material ultraporoso sintetizado por cientistas japoneses há cerca de dois anos, chamado de DMOF-1, pertencente a uma classe de cerâmicas porosas conhecidas como estruturas metal-orgânicas (MOF: metal-organic framework).

O DMOF-1 passou então a ser estudado na Universidade de Lancaster, no Reino Unido, onde foi confirmada uma suspeita de seus criadores: a capacidade de capturar energia diretamente do Sol e guardá-la para uso futuro. O armazenamento de até 4 meses acontece à temperatura ambiente e a liberação ocorre na forma de calor. Assim, se a tecnologia for aprimorada para aumento da eficiência e fabricação em larga escala, será possível capturar a energia solar durante o dia para uso noturno ou durante o verão para uso no inverno.

Entenda como Kieran Griffiths e seus colegas conseguiram este feito: as estruturas metal-orgânicas (MOFs) consistem em uma rede de íons metálicos ligados por moléculas à base de carbono, formando estruturas 3-D. Como são porosas, as MOFs podem hospedar outras pequenas moléculas. Assim, os cientistas preencheram os poros do DMOF-1 com moléculas com azobenzeno, capazes de absorver fortemente a luz.

Em descanso, as moléculas de azobenzeno se parecem como uma mola esticada. Quando expostas à luz ultravioleta, elas mudam de forma, assumindo uma configuração tensionada e armazenando a energia de maneira semelhante à energia potencial de uma mola comprimida. O gatilho para liberar a energia é a aplicação de calor. O calor liberado, por sua vez, pode ser usado para aquecer água, cujo vapor pode então ser usado para gerar energia.

O conceito de armazenamento de energia solar em fotointerruptores não é novo e a inovação do DMOF-1 está no fato de ser uma fotochave sólida e quimicamente estável, enquanto seus precursores ficavam mergulhados em líquidos. O coordenador da pesquisa, John Griffin, ressalta outras vantagens como o fato de o material capturar energia 'gratuita' diretamente do Sol e de não possuir partes móveis ou eletrônicas, sem perdas no armazenamento e liberação da energia solar.

A tecnologia é promissora e poderá ser utilizada em outras áreas, como no armazenamento de dados e até na liberação de medicamentos sob demanda dentro do corpo humano. Ainda há obstáculos a serem superados: a densidade de energia do DMOF-1 é muito modesta e será necessário pesquisar outras estruturas MOF e tipos alternativos de materiais cristalinos que apresentem melhor desempenho.

Fiquemos atentos e na torcida por mais esta tecnologia, pois soluções em armazenamento permitirão um brilhante futuro para a solar.

 

Fonte:

SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Material captura e guarda energia solar por meses. 07/12/2020. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=material-captura-guarda-energia-solar-meses. Capturado em 11/02/2021.

Photo by Andrey Grinkevich on Unsplash

O mecanismo também serve para armazenamento digital de dados ou para liberação controlada de medicamentos. [Imagem: Kieran Griffiths et al. - 10.1021acs.chemmater.0c02708]

O mecanismo também serve para armazenamento digital de dados ou para liberação controlada de medicamentos. [Imagem: Kieran Griffiths et al. - 10.1021acs.chemmater.0c02708]

A molécula &quotarma-se&quot quando é iluminada, e &quotdesarma-se&quot quando necessário, liberando calor. [Imagem: Kieran Griffiths et al. - 10.1021acs.chemmater.0c02708]

A molécula &quotarma-se&quot quando é iluminada, e &quotdesarma-se&quot quando necessário, liberando calor. [Imagem: Kieran Griffiths et al. - 10.1021acs.chemmater.0c02708]

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