Bateria osmótica pode transformar estuários em fonte de energia sustentável

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Uma pesquisa recente publicada no ACS Energy Letters revela um avanço inovador na captação de energia osmótica — uma membrana semipermeável capaz de converter gradientes de sal em eletricidade. Liderados por Dongdong Ye, Xingzhen Qin e sua equipe, essa inovação apresenta mais uma alternativa no cenário da tecnologia de energia renovável.

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A energia osmótica, derivada da diferença na concentração de sal entre água doce e água do mar, oferece uma perspectiva tentadora para geração de energia sustentável. No entanto, os métodos existentes enfrentaram limitações em eficiência e escalabilidade. Surgiu então a membrana semipermeável, um componente fundamental na busca por desvendar todo o potencial da energia osmótica.

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Tradicionalmente, as membranas de eletrólise reversa (RED) têm servido como a pedra angular da captação de energia osmótica, funcionando de maneira semelhante a uma “bateria de sal” ao aproveitar diferenciais de pressão através de gradientes de sal. O desafio-chave reside em otimizar o fluxo de íons e o transporte de elétrons através dessas membranas para maximizar a produção de energia.

Ye, Qin e seus colaboradores enfrentaram esse desafio de frente, projetando uma nova membrana RED com canais distintos para transporte de íons e elétrons. Essa abordagem inovadora, apresentando um hidrogel de celulose carregado negativamente para transporte de íons e camadas de polímero condutor elétrico para transporte de elétrons, representa uma mudança de paradigma no design de membranas.

Testes laboratoriais mostraram a superioridade do protótipo da equipe, com um aumento notável de 2,34 vezes na densidade de potência de saída em comparação com contrapartes comerciais. Ainda mais impressionante, a membrana exibiu durabilidade e estabilidade excepcionais durante operação prolongada debaixo d’água, destacando seu potencial para aplicações no mundo real.

Em um ambiente de estuário simulado, o protótipo não apenas superou as expectativas de desempenho, mas também demonstrou sua capacidade de alimentar dispositivos práticos — uma calculadora, luz LED e cronômetro — através de um conjunto de bateria de sal composto por 20 membranas.

Futuro da descoberta

• Ao expandir o repertório de materiais ecológicos para membranas RED, Ye, Qin e sua equipe abriram caminho para a captação escalável e eficiente de energia osmótica.
• Suas descobertas anunciam uma nova era de sustentabilidade, onde a convergência entre ciência e natureza nos impulsiona para um futuro mais limpo e verde.
• À medida que a busca global por energia renovável se intensifica, o potencial transformador da energia osmótica pode se tornar parte do cenário energético futuro.