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Bateria de carbono-ar pode melhorar armazenamento de energia renovável

Por| Editado por Douglas Ciriaco | 28 de Dezembro de 2021 às 16h35

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byrdyak/Envato
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Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Tóquio, no Japão, desenvolveram uma bateria de carbono-ar capaz de superar o hidrogênio em dispositivos de armazenamento de energia limpa. A novidade pode ser uma resposta viável para garantir o abastecimento constante em sistemas eólicos e solares.

Atualmente, existem várias propostas para armazenar a eletricidade gerada por fontes renováveis de energia. Um delas é a bateria de hidrogênio, mas essa solução requer um espaço muito grande para ser construída, além de sofrer com a baixa eficiência energética e precisar de gerenciamento térmico contínuo.

Esse novo sistema alternativo utiliza o carbono como fonte de energia no lugar do hidrogênio. A bateria secundária de carbono-ar (CASB) nada mais é do que um dispositivo de combustível de óxido sólido e uma célula de eletrólise, no qual o carbono gerado é oxidado com o oxigênio do ar ambiente para produzir eletricidade.

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Bateria de carbono-ar

As células de eletrólise podem ser alimentadas com dióxido de carbono liquefeito por compressão, compondo um sistema de armazenamento mais eficiente. Como o carbono fica em um espaço confinado, a densidade de energia da CASB é proporcional a quantidade de carbono contida no dispositivo.

Apesar dessa aparente limitação, os pesquisadores descobriram que as baterias de carbono-ar possuem uma densidade de energia volumétrica muito maior em comparação com os sistemas de armazenamento que funcionam à base de hidrogênio e seus derivados mais comuns.

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“O sistema CASB foi capaz de utilizar a maior parte do carbono depositado no eletrodo para geração de energia, alcançando uma eficiência coulômbica máxima de 84%, rendimento de carga e descarga de 38% e densidade de potência de 80 mW/cm², sustentada ao longo de 10 ciclos e sem degradação do eletrodo”, explica o professor Manabu Ihara, autor principal do estudo.

Mais eficiente

Assim como uma bateria convencional, o novo sistema de armazenamento desenvolvido pelos pesquisadores é carregado usando a energia gerada pelas fontes renováveis para reduzir o dióxido de carbono para apenas carbono. Durante a fase de carga e descarga, esse carbono sofre oxidação e produz eletricidade.

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A vantagem da bateria de carbono-ar é que a maior parte da energia confinada dentro das células pode ser recuperada durante longos ciclos de carga e descarga, mantendo sua capacidade de armazenamento praticamente inalterada, o que não ocorre com os sistemas que utilizam hidrogênio como combustível.

“Nós encontramos uma solução viável, capaz de estabelecer uma nova base para a fabricação de sistemas mais compactos e eficientes de energia de carbono, que podem funcionar ao lado de fontes renováveis de eletricidade, proporcionando um futuro livre de combustíveis fósseis”, prevê o professor Manabu Ihara.

Fonte: Tokyo Institute of Technology