29/09/2015 06h00 - Atualizado em 29/09/2015 06h00

Pesquisador cria bateria recarregável que abastece casa com luz solar

Filipe Garrett
por
Para o TechTudo

Uma equipe de cientistas dos Estados Unidos desenvolveu algo que pode parecer bom demais para ser verdade: uma bateria de alta capacidade, que não explode, não pega fogo, não usa substâncias tóxicas e que pode operar tranquilamente em situações em que é necessário que o componente guarde grandes quantidades de energia por prolongados períodos de tempo.

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Os pesquisadores da Universidade de Harvard perseguem, há alguns anos, um modelo de bateria que possa ser usado em casas e permita eliminar um dos grandes gargalos referentes ao uso de fontes renováveis de energia, como a luz solar e o vento.

Cientistas criaram uma bateria barata, não tóxica e sem riscos de explosão que pode ajudar na popularização de fontes renováveis de energia (Foto: Divulgação/Harvard)Cientistas criaram uma bateria barata, não tóxica e sem riscos de explosão que pode ajudar na popularização de fontes renováveis de energia (Foto: Divulgação/Harvard)

Normalmente, essas fontes, ainda que abundantes, estão sujeitas a oscilações de fornecimento que nem sempre coincidem com a demanda: um dia inteiro de chuva e sem vento pode comprometer o funcionamento da casa. Hoje, a ideia de manter uma casa funcionando só com energia renovável dessas fontes é impraticável em virtude dos custos de armazenamento de baterias sólidas e dos riscos envolvidos no manuseio desse tipo de bateria.

Segundo o site Phys.org, a Universidade de Harvard trabalha em conjunto com a indústria para que a tecnologia seja tirada do papel em breve. Uma versão anterior da bateria, que usava apenas um composto tóxico, foi licenciada para exploração comercial por uma empresa da Europa.

Bateria segura

A criação dos cientistas busca resolver o problema do armazenamento. A bateria que eles desenvolveram usa compostos químicos que ocorrem naturalmente na natureza e que, portanto, não são tóxicos ao nosso organismo.

Ao contrário das baterias sólidas, que funcionam com o deslocamento de íons metálicos e estão no seu notebook, celular, tablet e etc, a bateria apresentada pelos cientistas usa como substrato a água, em que os componentes químicos estão dissolvidos para realizar as reações químicas que ou liberam, ou retem, energia elétrica, conforme a necessidade.

Como a bateria é feita com substâncias que não são corrosivas, o resultado é que o custo de construção de um componente desse tipo acaba sendo bastante baixo. Ao contrário de baterias com alta concentração de ácidos, a versão criada pelos cientistas permite o uso de materiais mais simples e baratos.

Custo baixo

Outra vantagem do uso de substâncias químicas inofensivas é o controle de custos. Uma bateria de íons de lítio, por exemplo, precisa da aplicação de compostos altamente tóxicos e que são muito caros de serem sintetizados.

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A bateria criada pelos cientistas de Harvard usa água, nitrogênio, carbono, ferro, oxigênio e potássio para funcionar. Todos esses elementos são encontrados de forma extremamente abundante e os processos de sintetização dos compostos necessários para a bateria são de custo muito baixo.

Como funciona?

Baterias armazenam energia a partir da reação de compostos químicos que tenham tendência a ganhar elétrons. O processo eletroquímico, basicamente, consiste no movimento de elétrons, que saem da ponta da bateria que tem tendência a perdê-los (ânodo, o polo negativo) em direção ao lado que tem tendência a ganhá-los, o cátodo (polo positivo). É o movimento dessas partículas, de um lado para outro, que geram uma corrente elétrica.

No vídeo abaixo, há a demonstração da aplicação dessas noções na bateria de fluídos criada em Harvard. Observe que o lado que tem tendência de perder elétrons os libera para o lado que pode ganhá-los. No meio do caminho, a fonte de energia, no caso uma turbina eólica, está ligada. Quando as hélices giram, ela gera eletricidade, que é encaminhada para a bateria.


Densidade energética

A ideia de uma bateria inofensiva, que se sofrer perfuração e vazar seu conteúdo não causará desastre ambiental e riscos de morte aos moradores de uma residência é bastante interessante. Mas irrelevante se a quantidade de energia que ela pode armazenar for insuficiente para suprir as demandas crescentes de uma casa.

No caso da bateria de fluídos criada nos Estados Unidos, a densidade energética não é um problema. O que determina a quantidade de energia que uma dessas baterias pode reter é, simplesmente, a quantidade de material químico que elas usam. Nesse sentido, numa casa que funcione usando energias renováveis poderia ter tanques dimensionados de acordo com a demanda em um porão, por exemplo.

Via Science e Phys.org

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