Energia solar dia e noite: Calor do Sol é armazenado a 1200 graus

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/10/2024

A unidade experimental já está produzindo combustíveis renováveis a partir da luz solar e de CO₂ - dia e noite.
[Imagem: Synhelion]

Gás de efeito combustível

Se o dióxido de carbono (CO₂) tem sido a principal contribuição humana para o aquecimento global, que tal fechar o ciclo desse gás de efeito estufa convertendo-o de volta em combustíveis líquidos, como querosene, gasolina e diesel?

Tem havido vários progressos nesses esforços para converter CO₂ em combustível líquido, incluindo células fotossintéticas e células a combustível especiais, mas pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) acreditam já ter tudo pronto para fazer as primeiras incursões no mercado.

A equipe fundou uma empresa de base tecnológica, a Synhelion, que está testando a primeira planta em escala industrial para a produção de combustíveis solares. A tecnologia se destaca de outras abordagens porque, mesmo usando energia solar, a planta consegue produzir combustíveis renováveis em tempo integral - inclusive à noite.

Para transformar CO₂ e água de volta em combustíveis, um grande campo de espelhos concentra a luz solar em um único ponto no receptor solar, que atinge uma temperatura de até 1.200 ºC vaporizando a água. Esse calor de alta temperatura é usado para operar o reator, enquanto o excedente é alimentado no armazenamento de energia térmica, uma câmara de vários metros cúbicos, preenchida com tijolos muito especiais - esses tijolos servem como armazenamento temporário para o calor. Durante a noite, é esse reservatório de calor que fornece energia ao reator e o mantém funcionando.

Após até 500 horas no forno, várias cerâmicas refratárias apresentam sinais visíveis de corrosão.
[Imagem: Empa]

Cerâmica refratária de alta temperatura

Os tijolos armazenadores de calor foram um capítulo à parte no desenvolvimento, uma vez que, a 1.200 ºC, mesmo as mais resistentes cerâmicas acabam apresentando corrosão - nenhum dos tijolos refratários disponíveis no mercado suportou essas condições extremas.

Foi a professora Sena Yuzbasi quem encontrou uma solução para o desafio, sendo que a resistência à corrosão era apenas um aspecto: O material também tinha que ter uma alta capacidade de reter calor, ser mecanicamente robusto, suportar choques térmicos, que podem ocorrer quando o sistema é desligado, e ainda tinha que ser barato de produzir, para não inviabilizar os projetos da empresa emergente.

A corrosão das amostras cerâmicas foi estudada usando um forno tubular de alta temperatura especialmente desenvolvido pela equipe.
[Imagem: Empa]

Mais calor e maior durabilidade

Foi preciso construir um forno especial para selecionar uma nova cerâmica refratária, onde diferentes materiais candidatos foram submetidos a uma atmosfera análoga à do reator por até 500 horas, até que o melhor deles fosse selecionado e levado para testes na fabricação industrial. "Como pesquisadora, não é sempre que você vê sua pesquisa aplicada em tamanha escala. É uma experiência única," disse Yujzbasi.

Embora a primeira planta experimental já esteja em testes, a equipe continua levando adiante a pesquisa, com o foco em melhorar o material cerâmico e torná-lo mais durável, agora com base nos dados reais de operação. A longo prazo, o objetivo é atingir temperaturas operacionais da cerâmica ainda mais elevadas.

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