Bateria optoiônica guarda energia solar por até 48 horas

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/05/2025

Bateria solar

Para resolver o problema da intermit?ncia da energia solar - quando o Sol se p?e, acaba a gera??o - usamos baterias, mas um conjunto de baterias que consiga suprir a mesma pot?ncia gerada durante o dia sai muito caro.

Bibhuti Rath e colegas da Universidade T?cnica de Munique, na Alemanha, apresentaram agora uma solu??o muito melhor: Um "reservat?rio solar", uma esp?cie de bateria, s? que diferente das atuais, que armazena energia e a libera na forma de eletricidade muito depois do p?r do sol, mantendo o suprimento ? noite.

? a primeira vez que se consegue combinar a coleta de energia solar e o armazenamento de energia de longo prazo em uma ?nica estrutura molecular livre de metais, unindo efetivamente as fun??es de uma c?lula solar e uma bateria em um sistema ?nico, leve e sustent?vel - uma aut?ntica bateria solar.

Isso foi poss?vel gra?as a uma esp?cie de cer?mica muito porosa, conhecida como estrutura org?nica covalente, ou COF (Covalent Organic Framework), uma vers?o org?nica das mais conhecidas estruturas metal-org?nicas, ou MOFs - a elimina??o dos metais simplifica tudo desde a fabrica??o do material, al?m de uma marcante redu??o nos custos.

O material bidimensional, fabricado ? base de naftalenodiimida, n?o apenas absorve a luz solar, mas tamb?m estabiliza as cargas fotoinduzidas resultantes, permitindo o armazenamento de energia por mais de 48 horas em ambientes aquosos - esse tipo de material, que permite a movimenta??o de ?ons por a??o de f?tons, ? conhecido como optoi?nico.

As cargas armazenadas s?o retidas no material e podem posteriormente ser descarregadas de modo ativo, para alimentar uma carga externa, permitindo o uso pr?tico da energia armazenada durante o dia. "Este material tem dupla funcionalidade e atua como um absorvedor solar e um reservat?rio de carga de longo prazo," disse Bhusan. "Seu desempenho supera o de muitos materiais optoi?nicos existentes - e o faz sem depender de metais ou elementos raros."

?gua ? crucial

Combinando t?cnicas ?pticas, eletroqu?micas e computacionais, os pesquisadores descobriram que a ?gua desempenha um papel central na estabiliza??o das cargas el?tricas armazenadas.

Em vez de interagir fortemente com ?ons externos, as mol?culas de ?gua respondem ?s cargas na estrutura do COF de modo a criar uma barreira energ?tica, impedindo efetivamente a recombina??o das cargas aprisionadas geradas pela luz, preservando a energia para libera??o posterior.

O material apresenta uma capacidade de armazenamento de carga de 38 mAh/g, superando estruturas semelhantes e outros materiais sens?veis ? luz, como nitretos de carbono e estruturas metalorg?nicas.

O dispositivo de testes apresentou uma excelente estabilidade c?clica em termos de materiais org?nicos, com mais de 90% de reten??o de capacidade ap?s algumas dezenas ciclos de carga, chegando a 50% ap?s 1.500 ciclos.

"Este trabalho destaca o potencial das estruturas org?nicas para serem ajustadas para aplica??es avan?adas de energia - usando apenas blocos de constru??o org?nicos e ?gua," disse a professora Betina Lotsch. "Isso marca um passo significativo em dire??o a solu??es sustent?veis de armazenamento de energia baseadas em materiais e aplica??es fora da rede el?trica."

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