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.
Todo o conteúdo do Canal Solar é resguardado pela lei de direitos autorais, e fica expressamente proibida a reprodução parcial ou total deste site em qualquer meio. Caso tenha interesse em colaborar ou reutilizar parte do nosso material, solicitamos que entre em contato através do e-mail: redacao@canalsolar.com.br.
Comentários
Os comentários são moderados antes da publicaçãoOs comentários devem ser respeitosos e contribuir para um debate saudável. Comentários ofensivos poderão ser removidos. As opiniões aqui expressas são de responsabilidade dos autores e não refletem, necessariamente, a posição do Canal Solar.