Cientistas no Japão encontraram uma substância comum que pode armazenar e liberar de forma reversível e rápida quantidades relativamente grandes de calor de baixo grau sem se decompor. A pesquisa pode levar a uma reutilização mais eficiente do calor residual industrial. Os resultados foram publicados na revista Nature Communications e foram uma colaboração entre cientistas do Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade de Tohoku e a Rigaku Corporation, uma empresa que projeta e fabrica ferramentas de medição e análise térmica baseadas em raios-X.
Em suas investigações, os pesquisadores usaram um mineral de óxido de manganês em camadas contendo íons de potássio e água cristalina. Este mineral é bastante semelhante em sua composição à birnessita, que é comumente encontrada na superfície da Terra. A equipe fabricou seu composto na forma de um pó preto insolúvel e depois examinou sua estrutura cristalina usando um difratômetro de raios X e um microscópio eletrônico de transmissão. Eles então examinaram como a estrutura do composto mudou quando aquecida ou resfriada, e quanto e com que rapidez a energia térmica foi armazenada e liberada.

Aquecer o material até 200 graus Celsius o desidratou, dando às moléculas de água armazenadas a energia necessária para serem liberadas na atmosfera circundante. Quando o material desidratado foi resfriado abaixo de 120°C em um recipiente seco e depois exposto ao ar úmido, ele absorveu moléculas de água e liberou seu calor armazenado.

"Esse mecanismo de intercalação, onde as moléculas de água são inseridas reversivelmente em um material em camadas, é muito vantajoso para o armazenamento de calor", diz o cientista de materiais da Universidade de Tohoku, Tetsu Ichitsubo. "É muito rápido, reversível e a estrutura do material é bem mantida. Além disso, o oxigênio na atmosfera não degrada o cristal de óxido de manganês em camadas e a água não o dissolve. Isso o torna um excelente candidato para reutilização de calor residual em ambientes industriais."

Este dióxido de manganês em camadas do tipo birnessita com composto de água cristalina demonstrou melhor desempenho geral em comparação com outros compostos atualmente sendo pesquisados ​​para fins de armazenamento de calor. "Nosso material tem uma longa vida útil, pode armazenar e liberar reversivelmente grandes quantidades de calor por unidade de volume e carregar e descarregar rapidamente", diz Ichitsubo. + Explorar mais

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