Bateria térmica feita de sementes de nim armazena calor

Biocarvão para guardar calor

Um biocarvão feito com resíduos do processamento das sementes da árvore nim, ou amargosa (Azadirachta indica), funciona como um ótimo material de armazenamento de calor.

Como o Sol não brilha e nem os ventos sopram 24 horas por dia, tem-se tornado um desafio armazenar a energia limpa gerada por essas fontes para que ela possa estar disponível em tempo integral.

Pesquisadores desenvolveram agora um material de mudança de fase à base de biocarvão que se mostrou capaz de capturar, armazenar e liberar calor com alta eficiência, além de sequestrar carbono.

Diferentemente do carvão vegetal, cujo propósito é ser queimado para obtenção de energia, o biocarvão, ou biochar, consiste na carbonização de biomassa via pirólise com vistas ao sequestro de carbono ou melhoria das propriedades do solo. Mas parece que ele também pode funcionar como uma autêntica “bateria de calor”.

Soumen Mandal e colegas da Escola de Agricultura Shenyang, na China, demonstraram como a temperatura utilizada na produção do biocarvão controla fortemente sua capacidade de armazenar energia térmica, oferecendo um novo caminho para tecnologias de armazenamento de energia de baixo custo e com emissão negativa de carbono.

“Nosso objetivo era transformar um resíduo de biomassa subutilizado em algo que apoiasse diretamente os sistemas de energia limpa,” disse Mandal. “Ao ajustar cuidadosamente a temperatura de produção do biochar, conseguimos melhorar drasticamente a quantidade de calor que o material pode armazenar e sua estabilidade ao longo do tempo.”

As sementes de neem são resíduos agrícolas amplamente disponíveis, frequentemente descartadas após a extração de óleo. A conversão dessas sementes em biochar agrega valor à biomassa residual e sequestra carbono que, de outra forma, retornaria à atmosfera.
[Imagem: Soumen Mandal et al. – 10.1007/s42773-025-00510-x]

Bateria térmica

O processo consistiu em converter resíduos de sementes de nim em biochar, aquecendo-os em condições de baixo oxigênio a duas temperaturas diferentes: 300 e 500 graus Celsius. O material de carbono poroso resultante foi então impregnado com ácido láurico, um ácido graxo já usado no armazenamento de energia térmica.

E a temperatura é a chave para obtenção de um material eficiente. O biochar produzido a 500 graus Celsius desenvolveu uma área de superfície interna excepcionalmente alta, superior a 600 metros quadrados por grama. Essa estrutura esponjosa permitiu que uma quantidade muito maior de ácido láurico fosse retida dentro dos poros. Com isto, o compósito de biochar de alta temperatura armazenou quase o dobro de calor latente em comparação com o material produzido sob temperatura mais baixa.

O resultado é um material de mudança de fase, ou seja, que absorve calor ao derreter e libera calor ao solidificar, virtualmente sem perdas. Testes de laboratório mostraram que o compósito otimizado armazena quase 95 joules de calor por grama, mantendo um comportamento estável de fusão e solidificação ao longo de centenas de ciclos de aquecimento e resfriamento.

“Esse tipo de estabilidade é essencial para aplicações no mundo real,” escreveram os pesquisadores. “Os materiais de armazenamento de energia térmica devem funcionar de forma confiável por anos, sem se degradarem ou apresentarem vazamentos, especialmente em edifícios, sistemas de energia solar e recuperação de calor industrial.”