Bateria de fluxo: conheça a tecnologia que evitará apagões no futuro

O aumento da geração de eletricidade a partir de fontes de energia renováveis, como eólica, solar e hidrelétrica é benéfico para o meio ambiente, mas apresenta um desafio. Por serem fontes intermitentes, elas precisam de um local para armazenar energia e garantir o abastecimento mesmo nos momentos em que a capacidade de geração é reduzida. E é aí que entram as chamadas baterias de fluxo e uma descoberta que pode revolucionar a área.

Leia mais

Nova bateria pode revolucionar indústria automobilísticaNoruega: descoberta mineral pode garantir futuro das bateriasPrimeira bateria de alumínio não tóxica do mundo é criada

A descoberta

Pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, dos Estados Unidos, utilizaram um açúcar simples dissolvido, chamado β-ciclodextrina, e um derivado do amido para aumentar a longevidade e a capacidade da bateria. O estudo foi publicado na revista Joule e aponta que a bateria de fluxo manteve a capacidade de armazenar e liberar energia por mais de um ano de carga e descarga contínuas.Em uma série de experimentos, os cientistas otimizaram a proporção de produtos químicos no sistema até atingir 60% mais potência de pico.Este é o primeiro experimento de bateria de fluxo em escala de laboratório a relatar mais de um ano de uso contínuo com perda mínima de capacidade.“Esta é uma nova abordagem para desenvolver eletrólitos de bateria de fluxo. Mostramos que é possível usar um tipo totalmente diferente de catalisador projetado para acelerar a conversão de energia. E mais, por ser dissolvido no eletrólito líquido, elimina a possibilidade de um sólido deslocar e incrustar o sistema”, destacou Wei Wang, pesquisador de bateria de longa data do PNNL e principal autor do estudo.

Confira um vídeo que explica como funciona o sistema:

Crédito: Sara Levine/Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico

O que é uma bateria de fluxo?

As baterias de fluxo consistem em duas câmaras, cada uma preenchida com um líquido diferente. Elas são carregadas através de uma reação eletroquímica e armazenam energia em ligações químicas. Quando conectados a um circuito externo, liberam essa energia, que pode alimentar dispositivos elétricos. As baterias de fluxo são diferentes das baterias convencionais porque têm dois tanques de alimentação externos de líquido circulando constantemente através delas para fornecer o eletrólito, que é como o “suprimento de sangue” para o sistema. Quanto maior o tanque de fornecimento de eletrólitos, mais energia a bateria de fluxo pode armazenar.As baterias de fluxo são um dos principais pilares de uma estratégia de descarbonização para armazenar energia de recursos de energia renovável.

Sustentabilidade

Embora existam muitos projetos de baterias de fluxo e algumas instalações comerciais, as instalações existentes dependem de minerais extraídos, como vanádio, que são caros e difíceis de obter. É por isso que as equipes de pesquisa estão buscando tecnologias alternativas eficazes que usem materiais mais comuns, de fácil síntese, estáveis e não tóxicos.Com esse objetivo, os pesquisadores decidiram trabalhar com materiais que não haviam sido usados para pesquisa de baterias, mas que já são produzidos para outros usos industriais.De acordo com o estudo, o aditivo de açúcar aceita prótons carregados positivamente, o que ajuda a equilibrar o movimento de elétrons negativos à medida que a bateria descarrega.

Experimento confirmou aumento da longevidade e capacidade da bateria (Imagem: Andrea Starr/Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico)

Futuro das baterias de fluxo

A pesquisa faz parte da próxima geração de um projeto de bateria de fluxo descrito pela primeira vez na revista Science em 2021. Na oportunidade, os cientistas mostraram que outro produto químico comum, chamado fluorenona, é um componente eficaz da bateria de fluxo. Mas esse avanço inicial precisava de melhorias porque o processo era lento em comparação com a tecnologia de bateria de fluxo comercializada. Esse novo avanço torna o design da bateria um candidato a aumento de escala, dizem os pesquisadores.Ao mesmo tempo, a equipe de pesquisa está trabalhando para melhorar ainda mais o sistema, experimentando outros compostos que são semelhantes à β-ciclodextrina, mas menores. Os responsáveis pela pesquisa já trabalham para patentear a descoberta.

Com informações de Tech Xplore.

Já assistiu aos novos vídeos no YouTube do Olhar Digital? Inscreva-se no canal!

O post Bateria de fluxo: conheça a tecnologia que evitará apagões no futuro apareceu primeiro em Olhar Digital.