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

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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.

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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:

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.

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.

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