Novo dispositivo híbrido pode capturar e armazenar energia solar

 

Por Jeannie Kever* **

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 120 graus centígrados (cerca de 248 Fahrenheit)”, 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 .

 

Referência:

Full Spectrum Solar Thermal Energy Harvesting and Storage by a Molecular and Phase-Change Hybrid Material
Varun Kashyap, Siwakorn Sakunkaewkasem, Parham Jafari, Maria D. Marquez, T. Randall Lee and Hadi Ghasemi
Published:November 20, 2019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.joule.2019.11.001

 

* Com informações da University of Houston

** Tradução e edição de Henrique Cortez, EcoDebate.

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 22/11/2019

[cite]

 

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