Pesquisadores da Unicamp criaram uma bateria de fluxo para armazenar energia solar e eólica, com eletrodos cilíndricos, turbina interna, eletrólito à base de água, 400 ciclos de teste e eficiência de carga de 98% em laboratório durante os experimentos realizados
Pesquisadores da Unicamp desenvolveram uma nova bateria de fluxo voltada ao armazenamento de energia renovável, com eletrodos cilíndricos, circulação interna do eletrólito e uma arquitetura que busca reduzir vazamentos, componentes externos e dificuldades de manutenção.
Bateria de fluxo muda arquitetura usada nos sistemas tradicionais
O projeto nasceu durante o doutorado do engenheiro eletricista João Pedro Aguiar dos Santos, na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC), sob orientação dos professores Cesar Pagan e Hudson Zanin.
A tecnologia foi pensada para sistemas de grande porte, como equipamentos instalados em contêineres e conectados a usinas solares e eólicas. A ideia é guardar o excedente de eletricidade para uso posterior pela rede.
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O problema apareceu logo no início da pesquisa. Santos não encontrou no mercado os equipamentos necessários para montar a bateria que pretendia estudar. A equipe acabou desenvolvendo as próprias células e reatores.
“Foi um sistema multidisciplinar, unindo engenharia mecânica, eletrônica e eletroquímica, e tivemos que construir tudo do zero”, explicou o pesquisador à Agência de Inovação Inova Unicamp.
Turbina dentro da bateria elimina bombas e mangueiras externas
As baterias de fluxo tradicionais utilizam placas empilhadas ligadas a bombas e mangueiras responsáveis pela circulação do eletrólito, líquido que contém os materiais usados no processo de armazenamento.
Essa montagem pode apresentar vazamentos, especialmente à medida que o sistema cresce. A solução criada na Unicamp muda justamente essa parte.
Os pesquisadores adotaram dois eletrodos em formato de anel, posicionados um dentro do outro. Cada célula é selada individualmente e pode ser conectada em série sem precisar de empilhamento.
A circulação do eletrólito também ocorre de outro jeito. Uma pequena turbina foi instalada dentro da própria bateria, dispensando bombas e mangueiras externas que podem entupir, quebrar ou exigir desmontagem durante a manutenção.
Testes chegaram a 400 ciclos e eficiência de carga de 98%
Nos testes de laboratório, o sistema completou 400 ciclos de carga e descarga sem necessidade de aditivos no eletrólito.
A eficiência de carga chegou a 98%, enquanto a eficiência energética ficou em aproximadamente 82%. Em uma demonstração, a bateria conseguiu manter LEDs e um ventilador funcionando durante duas horas.
A equipe criou ainda uma placa eletrônica e um software para acompanhar parâmetros como tensão, corrente, temperatura, pH e condutividade da solução.
Uma câmera endoscópica permite observar a formação de dendritos, estruturas que podem provocar curto-circuito. O acompanhamento ajuda os pesquisadores a identificar riscos e analisar o envelhecimento do equipamento.
Projeto usa materiais disponíveis no Brasil
Outro ponto destacado pela universidade é a possibilidade de usar componentes encontrados no próprio país, como grafite, motores e peças mecânicas.
Os eletrólitos são à base de água e não inflamáveis. Na versão testada, foram utilizados chumbo dissolvido na solução e eletrodos de grafite, combinação que também pode aproveitar a cadeia brasileira de reciclagem de chumbo.
A composição emprega ácido metanossulfônico no lugar do ácido sulfúrico. Conforme a publicação da universidade, o material é biodegradável e considerado menos tóxico e corrosivo que ácidos minerais tradicionalmente empregados nessas aplicações.
Tecnologia ainda precisa chegar à escala comercial
Além de armazenar energia produzida por fontes renováveis, a Unicamp aponta que a tecnologia pode futuramente substituir geradores a diesel em determinadas aplicações. O equipamento, porém, não foi desenvolvido para carros, ônibus ou caminhões elétricos.
Um pedido de patente já foi depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), com apoio da Inova Unicamp.
O próximo passo depende do interesse comercial. Para chegar efetivamente ao mercado, a tecnologia precisa ser licenciada por empresas dispostas a continuar seu desenvolvimento e transformá-la em sistemas comerciais de armazenamento de energia.
Informações de Canal Solar e outras fontes.
