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Ciência e Tecnologia

28 de Março de 2017

 

Baterias ecológicas: três tecnologias baratas e duráveis

Enquanto as baterias dos aparelhos eletrônicos retomam sua indesejável mania explosiva, sem alternativas à vista à atual tecnologia de íons de lítio, um outro campo do armazenamento de energia continua florescendo com um vigor invejável.

As baterias estacionárias estão sendo desenvolvidas para atuar junto à rede elétrica, guardando grandes quantidades de energia de forma química, em grandes tanques.

Isso deverá amenizar o problema da intermitência das fontes renováveis de energia e abrir caminho para a geração distribuída, em que cada consumidor poderá se transformar em um produtor de energia.

Como a geração nessas duas fontes pode ser errática, as baterias líquidas - nas quais a energia é guardada não na própria bateria, mas em tanques - deverão eliminar as oscilações e garantir que a rede de distribuição receba sempre um suprimento constante de eletricidade.

Como é um setor emergente, tem havido uma preocupação de que ele já nasça mais verde do que as fontes de energia que deverão ser substituídas, e pelo menos tão ecológico quanto as fontes solar, eólica ou das ondas e marés. Aqui estão três dessas novas tecnologias estão se candidatando para ocupar essa posição. Quem vencer, deverá herdar um mercado na casa das centenas de bilhões de dólares.

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Com vistas ao uso residencial, a equipe está usando sua célula básica (esquerda) para construir pequenas baterias de água do mar (direita)
Foto: Unist

Bateria de água do mar
Os engenheiros do Instituto de Ciência e Tecnologia de Ulsan, na Coreia do Sul, estão trabalhando em uma bateria que usa água do mar.

A bateria usa sódio como meio de armazenamento da eletricidade. A vantagem é que o uso da água do mar reduz o risco de incêndios, já que essa tecnologia exige temperaturas de funcionamento muito elevadas, na casa das centenas de graus.

Como não exige nenhuma fonte externa de energia para funcionar, exceto a água e o sal, a bateria sul-coreana poderá ser fabricada em escala menor, podendo servir a indústrias e até residências, e como sistema de suprimento de energia de emergência.

Para demonstrar essa possibilidade, além dos protótipos em larga escala, a equipe pretende construir versões portáteis, capazes de produzir cerca de 20 Wh - para comparação, uma família de quatro pessoas consome cerca de 10 Wh por dia.

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No protótipo, a energia está em frascos minúsculos - na prática deverão ser tanques do tamanho dos usados em refinarias
Foto: Kaixiang Lin

Bateria atóxica e não-corrosiva
A equipe da Universidade de Harvard, nos EUA, está apostando em uma bateria de fluxo redox que armazena a eletricidade em moléculas orgânicas dissolvidas em água com pH neutro.

Essa nova química permite fabricar uma bateria não-corrosiva e atóxica com um tempo de vida excepcionalmente longo

O protótipo funcionou por mais de 1.000 ciclos perdendo apenas 1% de sua capacidade original, menor até do que as baterias de lítio.

"Como conseguimos dissolver os eletrólitos em água neutra, esta é uma bateria de longa duração que você poderia colocar em seu porão. Se ela vazar no chão, não vai corroer o concreto, e, como o meio é não-corrosivo, você pode usar materiais mais baratos para construir os componentes das baterias, como os tanques e bombas," disse o professor Roy Gordon.

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Para construir sua biobateria, Michael Angell e Hongjie Dai, da Universidade de Stanford, nos EUA, estão apostando na ureia, o mesmo composto usado para fabricar fertilizantes
Imagem: Michael Angell

Bateria de ureia
Para construir sua biobateria, Michael Angell e Hongjie Dai, da Universidade de Stanford, nos EUA, estão apostando na ureia, o mesmo composto usado para fabricar fertilizantes.

"Então, essencialmente, o que você tem é uma bateria feita com alguns dos materiais mais baratos e mais abundantes que você pode encontrar na Terra. E ela de fato tem bom desempenho," disse Dai. "Quem teria pensado que você poderia pegar grafite, alumínio, ureia e construir uma bateria que pode ciclar por um tempo bastante longo?"

O protótipo de demonstração da bateria carrega em 45 minutos e já suportou milhares de ciclos. O objetivo da equipe é chegar a uma versão que possa durar por pelo menos 10 anos, para justificar os investimentos em sistemas de armazenamento de energia em larga escala.

(Via Inovação Tecnológica)

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