O conceito das baterias de fluxo é simples, mas tem sido difícil encontrar os químicos adequados.
[Imagem: USC]
Bateria de encher
Uma das melhores soluções para armazenar energias renováveis de geração intermitente - como solar, eólica e das marés - está nas chamadas baterias de fluxo, ou baterias redox.Em vez de baterias de recarregar, essas são baterias de encher.
A energia renovável é usada para criar compostos químicos que são armazenados em tanques - para aumentar a capacidade da bateria, é só ir acrescentando mais tanques. Quando a energia é necessária - à noite ou em dias nublados, por exemplo - é só inverter o processo, pegando o composto e usando sua energia química para produzir eletricidade, voltando as matérias-primas para seus respectivos tanques. E assim sucessivamente.
O conceito é simples e promissor, mas encontrar os compostos químicos adequados não tem sido nada fácil. A novidade veio agora pelas mãos de Bo Yang, da Universidade do Sul da Califórnia, nos EUA.
Bateria de ferro e ácido
Yan criou um sistema de baixo custo, seguro, não-tóxico e que pode ser reutilizado centenas de vezes, sem precisar repor as matérias-primas químicas.Para isso, ele usou dois fluidos diferentes: uma solução de sulfato de ferro e um ácido. O sulfato ferroso é um produto residual da indústria de mineração, sendo por isso abundante e barato. O ácido dissulfônico de antraquinona (AQDS) é um material orgânico, já usado em algumas baterias de fluxo redox por sua estabilidade, solubilidade e potencial de armazenamento de energia.
Embora os dois compostos sejam bem conhecidos individualmente, é a primeira vez que eles são combinados para o armazenamento de energia em larga escala.
Testes no laboratório provaram que a bateria tem grandes vantagens em relação a todos os concorrentes, tanto técnica quanto economicamente. Considerando o custo das matérias-primas nos EUA, a equipe considera que a bateria de fluxo poderia custar US$66 por kilowatt/hora, o que é menos da metade do custo das baterias que usam vanádio, que é mais caro e tóxico.
É a melhor solução encontrada até agora para as "baterias de encher".
[Imagem: Bo Yang et al. - 10.1149/1945-7111/ab84f8]
Matérias-primas baratas
A eventual instalação próxima a minas de ferro poderia reduzir o custo ainda mais - o Brasil é um dos maiores produtores de minério de ferro do mundo, o que nos daria uma vantagem competitiva. E o ácido pode ser fabricado a partir de matérias-primas vegetais ou até mesmo diretamente do CO2 capturado na atmosfera."Até o momento, não existe uma solução economicamente viável e ecológica para o armazenamento de energia que possa durar 25 anos. As baterias de íons de lítio não possuem vida útil longa e as baterias à base de vanádio usam materiais caros e relativamente tóxicos, limitando seu uso em larga escala. Nosso sistema é a resposta para esse desafio. Prevemos essas baterias usadas em edifícios residenciais, comerciais e industriais para capturar energia renovável," disse o professor Sri Narayan.
Bibliografia
Artigo: A Durable, Inexpensive and Scalable Redox Flow Battery Based on Iron Sulfate and Anthraquinone Disulfonic AcidAutores: Bo Yang, Advaith Murali, Archith Nirmalchandar, Buddhinie Jayathilake, G. K. Surya Prakash, Sri R. Narayanan
Revista: Journal of the Electrochemical Society
Vol.: 167, Number 6
DOI: 10.1149/1945-7111/ab84f8
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