Calor vira energia guardada em baterias

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O protótipo é ainda bastante rudimentar, em escala de laboratório, mas a equipe afirma que, agora que tudo funcionou, será fácil escalonar o processo.[Imagem: Seok Woo Lee et al.- 10.1038/ncomms4942]

Efeito Termogalvânico

O calor gerado por processos industriais e usinas de energia elétrica é enorme.

Por isso, pesquisadores de todo o mundo estão há décadas procurando maneiras para aproveitar um pouco dessa energia desperdiçada.

A maior parte desses esforços tem-se concentrado em dispositivos termoelétricos, materiais sólidos que produzem energia elétrica a partir de um gradiente de temperatura.

Mas a eficiência destes dispositivos é limitada, sem contar o alto custo imposto pela escassez desses materiais.

Agora, pesquisadores do MIT e da Universidade de Stanford, ambos nos EUA, descobriram uma nova alternativa para converter em eletricidade o calor residual de baixa temperatura - nos casos em que a diferença de temperatura é menor do que 100 graus Celsius.

A abordagem é baseada em um fenômeno chamado efeito termogalvânico.

Como a tensão das baterias recarregáveis depende da sua temperatura de operação, o novo sistema combina os ciclos de descarga e recarregamento dessas baterias com aquecimento e arrefecimento de modo que a tensão de descarregamento seja maior do que a tensão de recarregamento.

O sistema pode aproveitar de forma eficiente mesmo diferenças de temperatura relativamente pequenas - por volta dos 50° C.

Esquente para carregar, esfrie para usar

Para começar, a bateria descarregada é aquecida pelo calor residual que se deseja aproveitar.

Então, depois de aquecida, a bateria é carregada. Uma vez completamente carregada, é só esperar que ela volte à temperatura normal antes de usar sua energia.

Como a tensão de carga é menor em temperaturas elevadas do que em baixas temperaturas, assim que se resfria, a bateria pode de fato fornecer mais eletricidade do que aquela que foi usada para carregá-la.

Essa energia extra, é claro, não aparece do nada: ela vem do calor que foi adicionado ao processo.

Em uma demonstração com um calor residual de 60º C, o novo sistema apresentou uma eficiência de 5,7% no aproveitamento desse calor.

O conceito fundamental por trás dessa técnica é bastante antigo, mas os pesquisadores afirmam que só agora foi possível torná-lo realidade porque o processo depende dos eletrodos usados nas baterias, que só foram aprimorados nos anos recentes.

Bibliografia:

An electrochemical system for efficiently harvesting low-grade heat energy
Seok Woo Lee, Yuan Yang, Hyun-Wook Lee, Hadi Ghasemi, Daniel Kraemer, Gang Chen, Yi Cui
Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 3942
DOI: 10.1038/ncomms4942