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Tecnologia & Inovação

Unicamp cria bateria de fluxo para armazenar energia solar e eólica com mais segurança

Tecnologia utiliza insumos nacionais, dispensa bombas externas e alcançou 400 ciclos de carga e descarga em testes de laboratório

Unicamp cria bateria de fluxo para armazenar energia solar e eólica com mais segurança

Foto: Inova Unicamp/Divulgação

Pesquisadores da Unicamp desenvolveram uma nova arquitetura de bateria de fluxo que pode tornar o armazenamento de energia solar e eólica mais seguro, barato e simples de montar.

A tecnologia utiliza eletrodos cilíndricos e um mecanismo interno de circulação do eletrólito, dispensando bombas externas e mangueiras utilizadas nos modelos tradicionais.

Segundo a Agência de Inovação Inova Unicamp, o equipamento foi projetado para sistemas de grande porte, geralmente instalados em contêineres e conectados a usinas solares e eólicas. A proposta é armazenar a energia excedente e disponibilizá-la à rede quando necessário.

A pesquisa foi conduzida durante o doutorado do engenheiro eletricista João Pedro Aguiar dos Santos, na FEEC (Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação), sob orientação dos professores Cesar Pagan e Hudson Zanin.

Durante o trabalho, Santos identificou que não havia equipamentos disponíveis no mercado para montar a bateria que pretendia estudar. A equipe precisou desenvolver as células e os reatores utilizados nos experimentos.

“Foi um sistema multidisciplinar, unindo engenharia mecânica, eletrônica e eletroquímica, e tivemos que construir tudo do zero”, explicou o pesquisador à Inova Unicamp.

Nas baterias de fluxo tradicionais, placas empilhadas são conectadas a bombas e mangueiras que fazem circular o eletrólito, líquido que contém os materiais envolvidos no armazenamento de energia. De acordo com a publicação, essa configuração está sujeita a vazamentos, cujo risco aumenta com o tamanho do conjunto.

A solução desenvolvida pelos pesquisadores utiliza dois eletrodos em formato de anel, um dentro do outro. As células são seladas individualmente e podem ser conectadas em série sem a necessidade de empilhamento, reduzindo o risco de vazamento.

Já a circulação do eletrólito ocorre por meio de uma pequena turbina instalada dentro da própria bateria. Segundo a Inova, o mecanismo elimina componentes externos que podem entupir ou quebrar e exigir a desmontagem do sistema para manutenção.

Nos testes de laboratório, a bateria alcançou 400 ciclos de carga e descarga sem aditivos no eletrólito. A eficiência de carga foi de 98%, enquanto a eficiência energética ficou em aproximadamente 82%. Em uma demonstração prática, o equipamento alimentou LEDs e um ventilador durante duas horas.

A equipe também desenvolveu um sistema de gerenciamento, composto por uma placa eletrônica e um software, para acompanhar tensão, corrente, temperatura, pH e condutividade da solução.

Uma câmera endoscópica permite observar a formação de dendritos, estruturas que podem provocar curto-circuito. Conforme a publicação, esse monitoramento ajuda a identificar sinais de risco, avaliar o envelhecimento da bateria e orientar as próximas etapas da pesquisa.

Outro diferencial apontado pela universidade é a possibilidade de utilizar insumos disponíveis no Brasil, como grafite, motores e peças mecânicas. Os eletrólitos são à base de água e não inflamáveis.

Na versão testada, os pesquisadores utilizaram chumbo dissolvido na solução e eletrodos de grafite. Segundo a Inova, a escolha também permite aproveitar a cadeia de reciclagem de chumbo existente no país.

A composição emprega ácido metanossulfônico em substituição ao ácido sulfúrico. A publicação informa que o material é biodegradável e considerado menos tóxico e corrosivo que os ácidos minerais tradicionalmente utilizados nessas aplicações.

Além do armazenamento associado à geração renovável, a universidade aponta potencial para substituir geradores a diesel. Pelas características do equipamento, porém, sua aplicação não é voltada a carros, ônibus ou caminhões elétricos.

Um pedido de patente foi depositado no INPI (Instituto Nacional da Propriedade Industrial), com apoio da Inova Unicamp. Para chegar ao mercado, a tecnologia precisa ser licenciada por empresas interessadas em continuar o desenvolvimento e transformá-la em soluções comerciais de armazenamento.

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Wagner Freire
Sobre o autor
Wagner Freire

Wagner Freire é jornalista graduado pela FMU. Atuou como repórter no Jornal da Energia, Canal Energia e Agência Estado. Cobre o setor elétrico desde 2011. Possui experiência na cobertura de eventos, como leilões de energia, convenções, palestras, feiras, congressos e seminários.

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