Cientistas criam bateria segura e barata. Tecnologia é vencedora do prêmio para armazenamento de energia em grande escala

Nova bateria segura, barata e sustentável para armazenamento de energia foi desenvolvida no Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping. Nova tecnologia baseia-se em duas grandes inovações: a fabricação de eletrodos à base de madeira na forma laminada e um novo tipo de eletrólito à base de água.

O resultado foi publicado na revista científica Advanced Energy and Sustainability Research. A tecnologia foi patenteada e será comercializada pela empresa spin-off de Norrköping, Ligna Energy AB, que recebeu o prêmio de melhor “Startup for Climate”, durante a recente reunião da COP26 em Glasgow.

O aumento da participação das energias renováveis ​​na matriz energética e o aumento do consumo de eletricidade na sociedade estão causando grandes desafios, para o equilíbrio das redes de fornecimento de energia. Em princípio, a eletricidade é consumida no momento de sua produção e atualmente existem opções limitadas para armazenar grandes quantidades de eletricidade. O problema é particularmente agudo durante os períodos de frio, quando a demanda por eletricidade é mais alta. O desequilíbrio na rede pode causar graves interrupções de energia.

Energia potencial de saída é suficientemente alta para que a tecnologia mantenha o equilíbrio de energia no fornecimento de eletricidade.

O professor Xavier Crispin e seus colegas do Laboratório de Eletrônica Orgânica da Universidade de Linköping desenvolveram um conceito de armazenamento de energia em grande escala que é seguro, barato e sustentável. A energia potencial de saída é suficientemente alta para que a tecnologia mantenha o equilíbrio de energia no fornecimento de eletricidade.

“Nossos resultados permitem o armazenamento seguro e ambientalmente sustentável de energia orgânica com alta densidade de potência, 5 kW / kg, onde os eletrodos são fabricados a partir de material à base de madeira em uma impressora tipográfica. Devemos, no entanto, aumentar a densidade de energia: nossas baterias orgânicas são melhores do que os supercapacitores normais e têm quase o mesmo desempenho das baterias de chumbo-ácido. Mas as baterias de íon-lítio são melhores ”, diz Xavier Crispin.

Tentativas anteriores de desenvolver um sistema sustentável para armazenamento de energia baseado em eletrólitos orgânicos baratos e à base de água com eletrodos à base de carbono tiveram problemas com autodescarga rápida: tem sido difícil conseguir mais de um dia.

Bateria usa um novo tipo de eletrólito à base de água e eletrodos feitos de lignina, que é um subproduto barato da fabricação de papel, prontamente disponível.

Os excelentes resultados apresentados no artigo baseiam-se em duas descobertas: um novo tipo de eletrólito à base de água e eletrodos feitos de lignina, que é um subproduto barato da fabricação de papel, prontamente disponível. Os pesquisadores desenvolveram um polieletrólito que consiste em um polímero à base de água altamente concentrado, poliacrilato de potássio, juntamente com lignina de biopolímero (como eletrodo positivo) e poliimida misturada com carbono condutor (como eletrodo negativo).

“A queda de tensão, que mede a autodescarga, é inferior a 0,5 V em 100 horas, o que é um recorde mundial para armazenamento de energia com eletrodos orgânicos em eletrólitos de base aquosa”, diz Xavier Crispin.

E a nova tecnologia usa matéria-prima barata: nem a lignina, o carbono nem o polieletrólito custam mais de 1 USD / kg. Estes são materiais prontamente disponíveis e não inflamáveis, e a tecnologia pode ser ampliada para baterias grandes. É uma solução sustentável para armazenamento seguro e em grande escala de energia.

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