Nova molécula orgânica armazena o dobro da energia e mantém 99% da capacidade após quase 200 ciclos

Uma equipe de pesquisa colaborativa da Université de Montréal e da Concordia University revelou uma molécula orgânica inovadora que pode resolver os desafios de intermitência da energia renovável. Denominada "AzoBiPy" (formalmente 4,4′-hidrazobis(1-metilpiridínio)), a molécula foi projetada para uso em baterias de fluxo redox orgânicas aquosas (AORFBs) - uma alternativa mais segura e não inflamável aos sistemas de íons de lítio.

As descobertas, publicadas no Journal of the American Chemical Society, destacam a capacidade do AzoBiPy de sofrer uma transferência reversível de dois elétrons. Enquanto a maioria das moléculas orgânicas de posólito (eletrólito positivo) troca apenas um único elétron, o AzoBiPy dobra essa capacidade.

Em testes de laboratório, a molécula demonstrou uma alta capacidade específica volumétrica de 47,1 Ah/L e uma solubilidade excepcional em água.

A estabilidade sempre foi o ponto fraco do armazenamento orgânico, mas o AzoBiPy estabeleceu um novo padrão. Durante um teste de 70 dias envolvendo 192 ciclos de carga e descarga, a molécula reteve quase 99% de sua capacidade inicial, perdendo apenas 0,02% por dia. Os pesquisadores afirmam que esse desempenho é quase sem precedentes para um composto orgânico, sugerindo que ele poderia armazenar a energia coletada no verão para aquecer as casas durante o inverno.

O potencial prático dessa tecnologia foi destacado durante uma demonstração ao vivo em 2024 em um evento de férias do departamento. Um protótipo de bateria de fluxo, usando apenas duas colheres de sopa da solução aquosa por tanque, alimentou com sucesso um conjunto de luzes de árvore de Natal por oito horas.

Em termos de renovabilidade, enquanto as baterias de fluxo comerciais dependem principalmente do vanádio, a AzoBiPy é composta de elementos abundantes como carbono, nitrogênio e hidrogênio. Atualmente, a equipe está explorando versões de base biológica derivadas de resíduos de madeira e alimentos. Com os pedidos de patente em andamento, os pesquisadores esperam que essa classe de compostos seja adotada em larga escala na próxima década.