Resolvido o problema de armazenagem da energia solar?

Notícia veiculada pelo EurekAlert (que quase me passou despercebida), de uma pesquisa promissora do MIT.

Massachusetts Institute of Technology

“Importante descoberta” do MIT promete desencadear uma revolução solar

Cientistas imitam a essência do sistema de armazenagem de energia das plantas

CAMBRIDGE, Mass. — Em um salto revolucionário que pode transformar a energia solar de uma fonte de energia marginal, de butique, em uma fonte principal de energia, os pesquisadores do MIT superaram uma das principais barreiras no uso em larga escala da energia solar: a armazenagem da energia para utilização quando o Sol não estiver brilhando.

Até agora, a energia solar era uma fonte apenas diurna, porque armazenar a energia solar excedente para uso posterior era proibitivamente caro e grosseiramente ineficiente. Com o que foi anunciado hoje [31/07], os pesquisadores do MIT acertaram em um processo simples, barato e altamente eficiente para armazenar a enegia solar.

Necessitando de nada mais do que materiais naturais, não-tóxicos e abundantes, esta descoberta pode ser a chave para a mais potente e livre de carbono fonte de energia de todas: o Sol. “Este é o nirvana do qual vínhamos falando por anos”, disse Daniel Nocera, o Henry Dreyfus Professor of Energy do MIT e principal autor do artigo que descreve o trabalho na edição de 31 de julho da Science. “ A energia solar sempre foi uma solução limitada, remota. Agora podemos pensar seriamente na energia solar como ilimitada e para breve”.

Inspirados pela fotossíntese realizada pelas plantas, Nocera e Matthew Kanan, um colega pós-doutorado no laboratório de Nocera, desenvolveram um processo sem precedentes que permite que a energia solar seja usada para dividir a água em hidrogênio e oxigênio gasosos. Posteriormente, o oxigênio e o hidrogênio podem ser recombinados dentro de uma célula de combustível, criando eletricidade (livre de carbono) para alimentar sua casa ou seu carro elétrico, de dia ou de noite.

O componente chave do processo de Nocera e Kanan é um novo catalizador que produz oxigênio gasoso a partir da água; outro catalizador produz o valioso hidrogênio gasoso. O novo catalizador consiste de cobalto metálico, fosfato e um eletrodo, imerso em água. Quando a eletricidade – produzida por uma célula fotovoltáica, uma turbina eólica ou qualquer outra fonte – atravessa o eletrodo, o cobalto e o fosfato formam uma fina película no eletrodo e se produz oxigênio gasoso.

Combinado com outro catalizador, tal como a platina, que pode produzir hidrogênio gasoso a partir da água, o sistema pode produzir a reação de divisão da água que ocorre durante a fotossíntese.

O novo catalizador funciona à temperatura ambiente, em água com pH neutro e é bem fácil de preparar, diz Nocera. “Por isso sabemos que vai funcionar. Porque é tão fácil de implementar”, declarou ele.

UM “SALTO GIGANTESCO”

A luz solar tem o maior potencial de todas as fontes de energia para resolver os problemas de energia do mundo, argumentou Nocera. Em uma hora, a luz solar que atinge a Terra é suficiente para prover a energia necessária para um ano.

James Barber, um dos principais estudiosos da fotossíntese, que não esteve envolvido nesta pesquisa, chamou a a descoberta de Nocera e Kanan de “um salto gigantesco” para a geração de energia limpa, livre de carbono, em larga escala.

“Esta é uma importante descoberta com enormes implicações para a prosperidade futura da humanidade”, afirmou Barber, o Professor “Ernst Chain” de Bioquímica no Imperial College de Londres. “A importância da descoberta deles não pode ser superestimada, uma vez que ela abre as portas para o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de energia, reduzindo, assim, nossa dependência de combustíveis fósseis e contribui para a solução do problema das mudanças climáticas globais”.

“SOMENTE O COMEÇO”

Os eletrolisadores atualmente disponíveis, que separam a água com eletricidade e são de uso freqüente na indústria, não são adequados para a fotossíntese artificial, porque eles são muito caros e requerem um ambiente extremamente básico [N.T: em oposição a "ácido"] que não é benigno e que tem muito pouco a ver com as condições em que se processa a fotossíntese.

Mais trabalho de engenharia precisa ser realizado para integrar esta nova descoberta científica nos sistemas fotovoltaicos existentes, porém Nocera disse estar confiante em que tais sistemas se tornarão uma realidade.

“Isto é apenas o começo”", declarou Nocera, o principal investigador do Solar Revolution Project (Projeto Revolução Solar), patrocinado pela Chesonis Family Foundation, e co-Diretor do Eni-MIT Solar Frontiers Center. “A comunidade científica vai realmente correr atrás disso”.

Nocera espera que, dentro de dez anos, as pessoas possam energizar suas casas durante a luz do dia com células fotovoltaicas, ao mesmo tempo que usam a energia solar excedente para produzir hidrogênio e oxigênio para energizar suas próprias células combustíveis domésticas. A energia elétrica distribuída por fios a partir de uma fonte central pode ser uma coisa do passado.

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O projeto é parte da MIT Energy Initiative, um programa projetado para ajudar a transformar o sistema global de produção de energia para atender as demandas do futuro e ajudar a construir uma ponte para esse futuro por meio da melhoria dos atuais sistemas de produção de energia. O diretor do MITEI, Ernest Moniz, Professor Cecil and Ida Green de Física e Sistema de Engenharia, observou que “esta descoberta no laboratório de Nocera demonstra que os melhoramentos necessários para a transformação de nosso sistema de produção de energia para um com base em recursos renováveis, vai depender grandemente de pesquisa científica básica de ponta”.

O sucesso do laboratório de Nocera demonstra o impacto de uma mistura de fundos de financiamento – governos, filantropia e indústria. Este projeto foi financiado pela National Science Foundation e pela Chesonis Family Foundation, que doou ao MIT US$10 milhões no início do ano para lançar o Solar Revolution Project, com a meta de possibilitar a disseminação em larga escala de energia solar, dentro de dez anos.

Nota para os fãs de sci-fi: Robert A. Heinlein sugeria a existência de coisa parecida no seu romance Friday. A exemplo dos braços mecânicos articulados que são popularmente conhecidos como Waldos, poderiam chamar essas células combustíveis de Shipstones...



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