Pesquisadores
da Universidade de Houston 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
uma avenida 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 publicado quarta-feira em 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.
Até
80% da energia armazenada foi recuperada à noite, e os pesquisadores disseram
que a recuperação diurna era ainda maior.
Hadi
Ghasemi, Bill D. Cook, 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.
T.
Randall Lee, professor de química da Cullen University University 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 120º C
(cerca de 248º F)”, 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.
Além
de Ghasemi e Lee, os pesquisadores envolvidos com o trabalho incluem o primeiro
autor Varun Kashyap, Siwakorn Sakunkaewkasem, Parham Jafari, Masoumeh Nazari,
Bahareh Eslami, Sina Nazifi, Peyman Irajizad e Maria D. Marquez, todos com UH .
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. (ecodebate)
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