Nova técnica para armazenar eletricidade de fontes renováveis

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Armazenar o vento e a luz do Sol

As baterias de fluxo, adequadas para armazenar eletricidade em grandes tanques, podem se tornar 1.000 vezes mais estáveis do que os protótipos feitos até agora graças a um novo composto químico que acaba de ser descoberto.

Se essa possibilidade for confirmada nos testes de campo, isto pode significar o passo definitivo para a criação dessas grandes baterias destinadas a armazenar a eletricidade gerada pelas fontes intermitentes de energia, como eólica e solar.

Em vez de ser um componente fechado, como as baterias de celulares, as baterias de fluxo redox usam a eletricidade para produzir compostos químicos, que podem ir sendo guardados em tanques - para aumentar a capacidade da bateria, basta construir mais tanques.

Quando a eletricidade é necessária - à noite ou quando o vento não estiver soprando - basta reverter a reação e pegar a eletricidade de volta. A configuração mais promissora consiste em grandes baterias que recebem eletricidade de várias fontes intermitentes, e liberam uma quantidade média contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Eletricidade em compostos químicos

O grande desafio para essa área tem sido sintetizar compostos químicos que sejam estáveis para que a energia possa ser guardada por longos períodos, e que permitam fazer e desfazer a reação de forma rápida.

Christo Sevov e seus colegas das universidades de Utah e Michigan, nos EUA, identificaram agora compostos que são 1.000 vezes mais estáveis do que os compostos disponíveis e usados nos protótipos atualmente em testes.

"Nosso primeiro composto tinha uma meia-vida entre oito e 12 horas. O composto que simulamos mostrou-se estável na ordem de meses," disse o professor Matthew Sigman, coordenador da equipe - meia-vida é o período no qual metade do químico terá se decomposto e desperdiçado a energia.

Esquema de funcionamento da bateria de fluxo redox. [Imagem: Christo S. Sevov et al. - 10.1021/jacs.7b00147]

Decomposição controlada

Melhor do que isso, o composto só se decompõe quando duas moléculas interagem uma com a outra. "Estas moléculas não podem se decompor se não se juntarem. Você pode configurá-las para evitar que elas se juntem," disse a professora Melanie Sanford, referindo-se a um parâmetro-chave das moléculas, um fator que descreve o peso de um componente molecular que pode ser usado como uma espécie de escudo contra a outra molécula.

O anólito - um eletrólito que funciona como ânodo - mais interessante é baseado na molécula orgânica piridínio, que não contém metais e é dissolvida em um solvente orgânico, aumentando ainda mais a sua estabilidade. Outros compostos apresentaram meias-vidas mais longas, mas este anólito fornece a melhor combinação de estabilidade e potencial redox, que está diretamente relacionado à quantidade de energia que ele pode armazenar.

O próximo passo é sintetizar o composto em quantidades suficientes para testá-lo na prática.

Bibliografia:

Physical Organic Approach to Persistent, Cyclable, Low-Potential Electrolytes for Flow Battery Applications
Christo S. Sevov, David P. Hickey, Monique E. Cook, Sophia G. Robinson, Shoshanna Barnett, Shelley D. Minteer, Matthew S. Sigman, Melanie S. Sanford
Journal of the American Chemical Society
DOI: 10.1021/jacs.7b00147