Bateria aumenta a sua densidade energética com... Açúcar!

Depois do sódio, chegou a vez do açúcar. Entre os vários tipos de baterias que você usa em sistemas de armazenamento, também há as baterias de fluxo. Eles consistem em duas câmaras, cada uma preenchida com um líquido especial, e são recarregadas através de uma reação eletroquímica que permite armazenar a energia liberada graças à conexão com um circuito externo que alimenta vários dispositivos.

Até aqui, tudo bem. A novidade sobre o assunto diz respeito ao fato de que alguns pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia dos Estados Unidos encontraram uma maneira de aumentar o desempenho desse tipo de bateria e estabilizá-las ao longo do tempo, fazendo-as funcionar sem perda e degradação por mais de um ano, adicionando ... açúcar.

Até 60% mais energia

O estudo, recém-publicado na revista Joule, detalha o uso sem precedentes de um açúcar simples, chamado β-ciclodextrina (um derivado do amido), para aumentar a longevidade e a capacidade da bateria. Em uma série de experimentos, os cientistas otimizaram a proporção de produtos químicos no sistema para 60% mais potência de pico.

Em seguida, eles rodaram a bateria várias vezes por mais de um ano, interrompendo o experimento apenas quando um simples cano de plástico falhou. Durante todo esse tempo, a bateria de fluxo não sofreu nenhum outro tipo de degradação, chegando a mais de um ano de uso contínuo com mínima perda de capacidade.

Uma descoberta "aleatória"

"Estávamos procurando uma maneira fácil de dissolver mais flúor em nosso eletrólito à base de água", disse Ruozhu Feng, primeiro autor do novo estudo. A β-ciclodextrina contribuiu para isso modestamente, mas a vantagem real foi essa surpreendente capacidade catalítica." O aditivo β-ciclodextrina, que é dissolvido em solução, acelera a reação eletroquímica pela qual a bateria de fluxo armazena energia e, em seguida, permite que ela seja liberada em um processo chamado catálise homogênea.

"Esta é uma nova abordagem para desenvolver o eletrólito da bateria de fluxo", disse Wei Wang, pesquisador de baterias do PNNL e principal autor deste estudo. Mostramos que é possível usar um tipo completamente diferente de catalisador projetado para acelerar a conversão de energia. Além disso, por estar dissolvido no eletrólito líquido, elimina a possibilidade de um sólido se desprender e incrustar o sistema."

Reserva para a rede de energia

As baterias de fluxo, como mencionado, consistem em dois tanques externos, contendo um líquido que circula constantemente através deles para fornecer o eletrólito. Quanto maiores os tanques, mais energia a bateria de fluxo pode armazenar.

Se forem superdimensionadas para o tamanho de um campo de futebol ou mais, as baterias de fluxo podem atuar como geradores de reserva para a rede elétrica pública. Como podem ser construídos em qualquer escala, desde a de uma bancada de laboratório até a de um quarteirão inteiro, são considerados fundamentais em uma estratégia de descarbonização baseada em renováveis.

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Ainda tem o mel, sem esquecer o sal

Agora, a equipe de pesquisa trabalha para melhorar ainda mais o sistema. Ele está experimentando outros compostos semelhantes à β-ciclodextrina. Entre eles, o mel, que poderia tornar o líquido menos denso, com vantagens adicionais para confiabilidade e rendimento.

Pensando nos ingredientes "comuns" utilizados em sistemas de armazenamento, não podemos esquecer as baterias de sal e as de "areia". Ambos são projetados para armazenar energia na forma de calor.