Os cientistas há muito procuram a próxima geração de materiais que possam catalisar uma revolução na coleta e armazenamento de energia renovável.

Um candidato parece ser estruturas metal-orgânicas. Os cientistas usaram esses muito pequenos, flexível, ultra fino, estruturas cristalinas super-porosas para fazer tudo, desde a captura e conversão de carbono em combustíveis até o armazenamento de hidrogênio e outros gases. Sua maior desvantagem é a falta de condutividade.

Agora, de acordo com cientistas da USC, Acontece que as estruturas metal-orgânicas podem conduzir eletricidade da mesma forma que os metais.

Isso abre a porta para estruturas orgânicas de metal para um dia armazenar eficientemente a energia renovável em grande escala, escala quase impensável.

"Pela primeira vez, demonstramos uma estrutura metal-orgânica que exibe condutividade como a de um metal. A porosidade natural da estrutura metal-orgânica torna-a ideal para reduzir a massa do material, permitindo mais leve, dispositivos mais compactos ", disse Brent Melot, professor assistente de química na USC Dornsife College of Letters, Artes e Ciências.

"A condutividade metálica em conjunto com outras propriedades catalíticas aumentaria seu potencial para a produção e armazenamento de energia renovável", disse Smaranda Marinescu, professor assistente de química no USC Dornsife College.

Suas descobertas foram publicadas em 13 de julho no Jornal da American Chemical Society .

Um catalisador emergente para armazenamento de energia renovável de longo prazo

Estruturas metal-orgânicas são tão porosas que são adequadas para absorver e armazenar gases como hidrogênio e dióxido de carbono. Seu armazenamento é altamente concentrado:1 grama de área de superfície fornece o equivalente a milhares de metros quadrados de armazenamento.

Solar ainda não foi maximizado como fonte de energia. A terra recebe mais energia de uma hora de luz solar do que é consumida em um ano por todo o planeta, mas atualmente não há como usar essa energia porque não há como conservar toda ela. Esta intermitência é intrínseca a quase todas as fontes de energia renováveis, tornando impossível coletar e armazenar energia, a menos que, dizer, o sol está brilhando ou o vento está soprando.

Se cientistas e indústrias pudessem um dia reproduzir regularmente a capacidade demonstrada pela Marinescu, ajudaria muito na redução da intermitência, permitindo-nos finalmente fazer da energia solar um recurso duradouro e mais permanente.

Metal ou semicondutor:por que não ambos?

Estruturas metal-orgânicas são estruturas bidimensionais que contêm cobalto, enxofre, e átomos de carbono. De muitas maneiras, eles se parecem muito com algo como o grafeno, que também é uma camada muito fina de duas dimensões, material transparente.

Conforme a temperatura desce, os metais se tornam mais condutores. Por outro lado, conforme a temperatura sobe, são os semicondutores que se tornam mais condutores.

Nos experimentos conduzidos pelo grupo de Marinescu, eles usaram uma estrutura orgânica de metal à base de cobalto que imitou a condutividade de um metal e semicondutor em diferentes temperaturas. A estrutura metal-orgânica projetada pelos cientistas demonstrou sua maior condutividade em temperaturas muito baixas e muito altas.