Cientistas criam tecnologia à prova de incêndio que aumenta a segurança das baterias, com capacidades de autoextinção

Em um avanço na tecnologia de baterias, pesquisadores das Universidades de Clemson e Hunan desenvolveram um tipo de bateria com capacidades de autoextinção de incêndio, abrindo novas possibilidades para a segurança e sustentabilidade no uso de baterias recarregáveis, principalmente as de íons de lítio

A inovação central dessa tecnologia reside na substituição do eletrólito inflamável, comum em baterias de íons de lítio, por um material semelhante aos utilizados em extintores de incêndio. Esta mudança resulta em uma bateria que pode efetivamente extinguir incêndios internos, um avanço considerável em relação aos problemas de segurança associados às baterias tradicionais.

Além de sua característica autoextinguível, a nova tecnologia apresenta um eletrólito não inflamável que é eficiente na transferência de calor e mantém sua capacidade ao longo de um ano completo de carga e descarga.

Este desenvolvimento foi liderado pelo Dr. Bin Xu da Universidade de Clemson, cuja pesquisa se concentra na eletrificação do sistema de propulsão, abrangendo desde a modelagem dinâmica baseada em física e dados até a otimização do consumo de combustível e aprendizado de máquina.

Os pesquisadores estão explorando a expansão desta tecnologia para baterias que utilizam íons metálicos alcalinos mais abundantes, como o potássio, visando criar soluções práticas, ecológicas e sustentáveis em larga escala. Essa abordagem tem potencial para revolucionar o setor de baterias, tornando-o mais seguro e menos prejudicial ao meio ambiente.

As baterias de íons de lítio são um componente chave na indústria de veículos elétricos, que está crescendo rapidamente

Em 2020, a participação de mercado das baterias de energia no setor de baterias de lítio foi de 56,10%. A produção e venda de veículos de nova energia mostraram um crescimento impressionante, com um aumento de 159,5% e 157,5%, respectivamente, em 2021 em comparação com o ano anterior.

Este desenvolvimento é parte de um esforço global para avançar em direção a energias mais limpas e sustentáveis, com um foco especial na redução de emissões de carbono e no desenvolvimento de tecnologias de veículos elétricos. A inovação das baterias com capacidades de autoextinção pode desempenhar um papel crucial nesse avanço, promovendo um futuro mais seguro e sustentável.

A nova tecnologia de baterias com capacidades de autoextinção de incêndio representa um marco na busca por soluções de armazenamento de energia mais seguras e ecológicas, prometendo transformar não apenas o mercado de baterias, mas também contribuir significativamente para o avanço de tecnologias limpas e sustentáveis em todo o mundo.

Revolução energética: O papel crucial do armazenamento de bateria na integração de energias renováveis

A integração da energia renovável com sistemas de armazenamento de baterias é um componente crucial para atender às necessidades de flexibilidade em um sistema elétrico decarbonizado. A escalada rápida de sistemas de armazenamento de energia será fundamental para enfrentar a variabilidade hora a hora da geração de energia solar e eólica na rede, especialmente à medida que sua participação na geração aumenta rapidamente.

Essa necessidade de flexibilidade é um desafio central para o setor de energia, exigindo a utilização de todas as fontes de flexibilidade disponíveis, incluindo reforços na rede, resposta da demanda, baterias de escala de rede e hidrelétricas de bombeamento.

Em termos de tecnologia, as baterias de íon de lítio continuaram sendo as mais utilizadas em 2022, compreendendo a maioria das novas capacidades instaladas. Essas baterias são essenciais para o armazenamento em grande escala e desempenham um papel importante na transição para um sistema energético sustentável.

A capacidade instalada de armazenamento de baterias em escala de rede deve se expandir 35 vezes entre 2022 e 2030, alcançando quase 970 GW. Cerca de 170 GW de capacidade são adicionados em 2030, um aumento considerável em relação aos 11 GW em 2022. Para acompanhar o cenário Net Zero, as adições anuais devem aumentar significativamente, para uma média de quase 120 GW por ano durante o período de 2023-2030.

Além do íon de lítio, as baterias de fluxo emergem como uma tecnologia promissora para armazenamento estacionário, pois não apresentam degradação de desempenho por 25-30 anos e podem ser dimensionadas de acordo com as necessidades de armazenamento de energia com investimento limitado. Em julho de 2022, a maior bateria de fluxo de vanádio do mundo foi comissionada na China, com capacidade de 100 MW e volume de armazenamento de 400 MWh.

Os sistemas de armazenamento de bateria estão surgindo como uma das soluções-chave para integrar efetivamente altas parcelas de energias renováveis solares e eólicas nos sistemas de energia em todo o mundo.

As baterias em escala de utilidade, por exemplo, podem permitir uma maior injeção de renováveis na rede, armazenando geração excedente e firmando a produção de energia renovável. Além disso, as baterias, especialmente quando combinadas com geradores renováveis, ajudam a fornecer eletricidade confiável e mais barata em redes isoladas e para comunidades fora da rede, que de outra forma dependeriam de combustível diesel importado e caro para geração de eletricidade.

Atualmente, os sistemas de armazenamento de baterias em escala de utilidade estão sendo implantados principalmente na Austrália, Alemanha, Japão, Reino Unido, Estados Unidos e outros países europeus. Um dos maiores sistemas em termos de capacidade é o projeto de armazenamento de bateria de íon de lítio Tesla de 100 MW / 129 MWh na Hornsdale Wind Farm na Austrália.

No estado de Nova York, nos EUA, um projeto de demonstração de alto nível usando um sistema de armazenamento de bateria de 4 MW / 40 MWh mostrou que o operador poderia reduzir quase 400 horas de congestionamento na rede elétrica e economizar até US$ 2,03 milhões (aproximadamente 10.150.000 reais) em custos de combustível.

Essas inovações não apenas transformam a forma como a energia é gerenciada e distribuída, mas também desempenham um papel vital na transição para fontes de energia mais sustentáveis e na redução da dependência de combustíveis fósseis.

Com informações: CTS ; Clemson; Mckinsey; IEA; IRENA.

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