Bateria à base de água promete durar mais e ser totalmente ecológica

Publicado em 28/10/2016

Ela não usa metais ou materiais tóxicos e é destinada para o uso em usinas de energia.

Bateria à base de água promete durar mais e ser totalmente ecológica
Foto: Divulgação

Parece bom demais para ser verdade, mas pesquisadores da Universidade do Sul da Califórnia (EUA) desenvolveram uma bateria orgânica à base de água de longa duração, feita a partir de componentes ecológicos e baratos. 

“Essas baterias duram cerca de 5.000 ciclos de recarga, dando-lhes uma vida útil estimada de 15 anos”, afirma Sri Narayan, professor de química na Universidade. “As baterias de íon de lítio, por exemplo, degradam-se após cerca de 1.000 ciclos e custam 10 vezes mais”, compara.

“Essas baterias orgânicas representarão uma mudança no que diz respeito a rede de armazenamento de energia elétrica em termos de simplicidade, custo, confiabilidade e sustentabilidade”, prevê Surya Prakash, do Instituto de Pesquisa de Hidrocarbonetos da Universidade.

 

Bateria à base de água

Na prática, as baterias orgânicas podem pavimentar o caminho para que as fontes de energia renováveis representem uma parcela maior da geração de energia. Os painéis solares só podem gerar energia quando o sol brilha, assim como turbinas de energia eólica só podem gerar energia quando o vento sopra. Essa insegurança inerente torna difícil para as empresas de energia contarem com estas fontes energéticas.

Com baterias para armazenar a energia excedente e, em seguida, distribui-la conforme a necessidade, essa insegurança esporádica poderia deixar de ser um problema.

“Armazenamento de energia em mega-escala será um problema crítico no futuro da energia renovável, exigindo soluções baratas e amigas do ambiente”, aponta Narayan.

A nova bateria é baseada em um design de fluxo redox – semelhante ao design de uma célula de combustível, com dois tanques de materiais eletroativos dissolvidos na água. As soluções são bombeadas para uma célula contendo uma membrana entre os dois fluidos, com eletrodos de cada lado, liberando energia.

O projeto também tem a vantagem de dissociar potência de energia. Os tanques de materiais eletroativos podem ser feitos tão grandes quanto o necessário – aumentando a quantidade total de energia que o sistema pode armazenar – ou a célula central pode ser ajustada para liberar essa energia mais rápido ou mais devagar, alterando a quantidade de potência (energia dividida pelo tempo) que o sistema pode gerar.

O avanço do projeto aconteceu centrado em torno dos materiais eletroativos. Enquanto modelos anteriores de baterias usaram metais ou produtos químicos tóxicos, Narayan e Prakash queriam encontrar um composto orgânico que pudesse ser dissolvido em água. Tal sistema criaria um impacto mínimo sobre o meio ambiente e provavelmente seria mais barato.

Através de uma combinação de design molecular e tentativa e erro, eles descobriram que certos quinonas naturais – compostos orgânicos oxidados – se encaixavam perfeitamente na busca. Quinonas são encontradas em plantas, fungos, bactérias e alguns animais, e estão envolvidas na fotossíntese e na respiração celular.

“Esses são os tipos de moléculas que a natureza utiliza para a transferência de energia”, disse Narayan.

Atualmente, as quinonas necessárias para as baterias são fabricadas a partir de hidrocarbonetos naturais. No futuro, existe potencial para derivá-las a partir de dióxido de carbono, explica Narayan. A equipe já entrou com diversas patentes do desenho da bateria e o próximo passo é construir uma versão em maior escala.

Fonte: Science20


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