Bateria de cimento vai armazenar energia em edifcios inteiros

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/05/2021

Armazenar energia no concreto

Imagine usar a prpria estrutura da sua casa, de prdios inteiros, e mesmo de construes como pontes e viadutos, para armazenar energia, transformando a construo toda em uma bateria gigantesca.

Essa viso comeou a tomar forma, graas ao trabalho de Emma Zhang e Luping Tang, da Universidade Chalmers de Tecnologia, na Sucia.

Os dois pesquisadores esto construindo os primeiros prottipos de um tipo indito de bateria: uma bateria recarregvel de cimento.

Assim como em outra demonstrao recente, na qual o cimento tornou-se capaz de conduzir eletricidade e gerar calor, a tcnica comea com a adio de pequenas fibras de carbono ao cimento (0,5% em volume), para melhorar sua condutividade eltrica – com um ganho adicional de uma maior resistncia flexo.

Fazer uma bateria recarregvel, contudo, exige mais do que simplesmente conduzir eletricidade. Para isso, a dupla incorporou ao cimento uma malha de fibra de carbono revestida de metal. Depois de uma srie de experimentaes, eles obtiveram os melhores resultados usando ferro para o anodo e nquel para o catodo.

Prottipo da bateria de cimento construda pelos pesquisadores.
[Imagem: Chalmers University of Technology]

Bateria recarregvel de cimento

Os primeiros prottipos da bateria recarregvel base de cimento alcanaram uma densidade de energia mdia de 7 watts por metro quadrado (Wh/m2), ou 0,8 watts por litro (Wh/L).

A densidade de energia ainda baixa em comparao com as baterias comerciais, mas essa limitao pode ser superada graas ao grande volume no qual a bateria pode ser construda quando usada em edifcios – a densidade de energia usada para expressar a capacidade de uma bateria, e uma estimativa conservadora indica que o desempenho da nova bateria pode ser mais de 10 vezes superior.

“Os resultados dos primeiros experimentos investigando a tecnologia de bateria de concreto mostraram um desempenho muito baixo, ento percebemos que tnhamos que pensar fora da caixa, para chegar a outra maneira de produzir os eletrodos. Esta ideia particular que desenvolvemos – que tambm recarregvel – nunca foi explorada antes. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratrio,” contou Emma Zhang.

Mesmo que os desenvolvimentos futuros no atendam s expectativas dos pesquisadores, eles acreditam que j se pode pensar na tecnologia em aplicaes como iluminao a LED, disponibilizao de conexes sem fio ou mesmo na criao do que eles chamam de “concreto funcional”, no qual a tecnologia de armazenamento de energia traria uma proteo catdica contra a corroso.

“Tambm poderia ser acoplada a painis de clulas solares, por exemplo, para fornecer eletricidade e se tornar a fonte de energia para sistemas de monitoramento em rodovias ou pontes, onde sensores operados por uma bateria de concreto poderiam detectar rachaduras ou corroso,” acrescentou Zhang.

Esquema de funcionamento da bateria de cimento.
[Imagem: Zhang/Tang – 10.3390/buildings11030103]

Durabilidade

preciso reconhecer, porm, que ideia ainda est em um estgio muito inicial. As questes tcnicas que ainda precisam ser resolvidas antes de se pensar na comercializao das baterias de cimento incluem o aumento da vida til da bateria, o aumento do nmero de ciclos de carga e descarga e o desenvolvimento de tcnicas de reciclagem do concreto ao fim da vida til.

“Como a infraestrutura de concreto geralmente construda para durar cinquenta ou at cem anos, as baterias precisariam ser refinadas para corresponder a isso, ou para serem mais fceis de trocar e reciclar quando sua vida til terminar. Por agora, isso oferece um grande desafio do ponto de vista tcnico,” reconheceu Zhang.

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