Material de madeira engenheirada permite a geração de energia solar mesmo após a ausência de luz
Pesquisadores criaram um material de madeira balsa engenheirada que armazena calor para gerar eletricidade na ausência de luz solar. A estrutura utiliza fosforeno negro, nanopartículas de prata e ácido esteárico para absorver radiação e converter energia térmica em potência elétrica. O projeto está em fase de prova de conceito
Pesquisadores desenvolveram um material baseado em madeira engenheirada capaz de solucionar a intermitência da energia solar, permitindo a geração de eletricidade mesmo após a ausência de luz. A inovação consiste em transformar a estrutura da madeira em um sistema integrado que absorve a radiação, armazena energia na forma de calor e a converte em potência elétrica, eliminando a necessidade de empilhar diferentes camadas de materiais, o que geralmente causa perda energética.
A escolha da madeira balsa ocorreu devido à sua geometria interna, composta por microtubos alinhados com canais entre 20 e 50 micrômetros, que servem como guia para o calor e suporte para componentes avançados. Para viabilizar o sistema, a lignina foi removida, elevando a porosidade para mais de 93% e transformando a madeira em uma estrutura esponjosa com alta reatividade interna.
A engenharia química foi aplicada nas paredes desses canais, que receberam revestimentos de folhas ultrafinas de fosforeno negro. Esse material absorve luz nas faixas ultravioleta, visível e infravermelho, convertendo-a em calor. Para evitar a degradação do fosforeno em contato com o ar, foi aplicada uma camada de íons de ferro e ácido tânico, que atua como escudo contra a oxidação e otimiza a absorção via transferência de carga. Testes indicaram que essa proteção mantém a estabilidade do material mesmo após 150 dias de exposição solar.
O desempenho foi ampliado com a adição de nanopartículas de prata, que potencializam a absorção luminosa por efeitos plasmônicos. Para garantir a viabilidade em ambientes externos, a superfície foi tratada com cadeias de hidrocarbonetos, tornando-a super-hidrofóbica com um ângulo de contato de 153°, o que impede a retenção de água.
O armazenamento térmico é realizado por meio do preenchimento dos canais com ácido esteárico, um material de mudança de fase. Durante a exposição solar, o ácido derrete e armazena energia; ao escurecer, ele se solidifica e libera o calor gradualmente. Esse processo mantém a diferença de temperatura necessária para que o gerador termoelétrico continue produzindo eletricidade no escuro.
Em testes de estresse, a estrutura manteve o desempenho quase inalterado após 100 ciclos de aquecimento e resfriamento. O material também demonstrou segurança contra incêndios, com autoextinção em até dois minutos, e recebeu propriedades antimicrobianas para evitar a colonização por microrganismos que poderiam comprometer a eficiência fototérmica.
Embora os resultados sejam positivos, o projeto encontra-se em fase de prova de conceito. As etapas seguintes visam validar a operação em escalas maiores, assegurando a repetibilidade da fabricação, custos viáveis e a entrega de energia adequada para aplicações reais. O sucesso dessa tecnologia pode viabilizar sistemas de armazenamento solar simplificados, gestão térmica em eletrônicos, materiais de construção eficientes e redes de energia off-grid.