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Nova técnica cria bateria sustentável com vida útil superior a 15 anos

Por| Editado por Douglas Ciriaco | 25 de Agosto de 2021 às 15h41

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Possessed Photography/Unsplashed
Possessed Photography/Unsplashed

Pesquisadores da Universidade de Akron, nos EUA, desenvolveram uma nova técnica para armazenar energia elétrica em larga escala e sem desperdícios. Eles encontraram uma forma estável de conservar a eletricidade produzida por fontes renováveis, como energia solar e eólica.

Os cientistas utilizaram eletrólitos de base orgânica, obtidos de fontes renováveis com baixo custo de fabricação, para criar células de energia de fluxo redox com católitos — eletrólitos positivos — estáveis e solúveis em água. Essas baterias mantiveram 90% de sua capacidade energética mesmo depois de 6.000 ciclos de carga e descarga.

“Esses números projetam mais de 16 anos de uso ininterrupto para uma bateria, mantendo o ritmo de um ciclo de recarga por dia. O desenvolvimento de baterias de fluxo redox de alto desempenho complementa a deficiência de fontes de energia renováveis ​​intermitentes, melhorando a usabilidade em veículos movidos a eletricidade”, afirma o professor de engenharia de polímeros Yu Zhu, autor principal do estudo.

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Fluxo Redox

As baterias de fluxo redox são dispositivos que armazenam eletricidade como energia química. Elas possuem dois tanques que conservam soluções de sais e ácidos, além de células eletroquímicas que realizam o carregamento e o descarregamento de todo o sistema.

Em baterias desse tipo, os eletrólitos ficam armazenados nos tanques e depois são bombeados até os eletrodos separados por uma membrana muito fina, permitindo a troca com os eletrólitos para produzir eletricidade. Apesar de reterem menos energia que as baterias de íons de lítio, as células de fluxo redox sofrem uma degradação menor, alcançando até 20 anos de duração.

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“Para melhorar significativamente o desempenho as baterias de fluxo redox com eletrólitos orgânicos aquosos, esse novo católito é fundamental. Essa abordagem tornará possível o armazenamento de energias solares e eólicas para uso posterior com uma eficiência muito maior”, acrescenta Zhu.

Futuro

Nos testes realizados em laboratório, a equipe do professor Zhu apresentou uma nova estratégia para projetar católitos solúveis em água. Em vez de acrescentar um grupo funcional hidrofílico para melhorar a solubilidade, eles modificaram a simetria das moléculas, aumentando consideravelmente a densidade da energia armazenada.

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A ideia agora é usar essa nova estratégia de design para projetar outros materiais, capazes de armazenar eletricidade sob demanda, sem atrasos ou falhas durante os processos de carga e descarga. Com essas baterias, será possível criar sistemas que conservam a energia gerada por meio de fontes intermitentes, como usinas eólicas e painéis solares.

“Os veículos elétricos, mais do que nunca, exigem que a energia esteja disponível em qualquer lugar e a qualquer hora. Se queremos criar fontes de energia renováveis para abastecer uma frota inteira de carros, precisamos tornar essa energia disponível de maneira rápida e eficiente”, encerra o professor Yu Zhu.

Fonte: University of Akron