Nova bateria de prótons de baixo custo pode substituir, em breve, as baterias de íon-lítio convencionais
Protótipo experimental da bateria de prótons (Creditos: Universidade RMIT)
Cientistas do RMIT conseguiram triplicar a densidade de energia das baterias de prótons, tornando-as baratas, recarregáveis e recicláveis.
Com o constante desenvolvimento tecnológico, surge uma demanda crescente por baterias eficientes e de baixo custo. Em meio a essa demanda, as baterias de prótons despontam como uma alternativa viável e promissora. Graças aos engenheiros da RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology), essas baterias passaram por avanços significativos, tornando-se potencialmente competitivas com as baterias de íon-lítio convencionais.
O promissor protótipo de bateria de prótons
Estes cientistas conseguiram triplicar a densidade de energia das baterias de prótons, tornando-as baratas, recarregáveis e recicláveis. Com uma densidade de energia específica de 245 Wh/kg, as baterias de prótons desafiam a dominância das baterias de íon-lítio, que chegam a cerca de 260 Wh/kg.
Além disso, o uso de prótons em vez de lítio pode potencialmente mitigar o esperado aperto de lítio e reduzir a dependência da China no fornecimento de baterias. Ademais, esse tipo de bateria pode resolver uma série de problemas associados ao fim de vida das baterias convencionais.
Como funciona a bateria de prótons
As baterias de prótons representam uma inovação no armazenamento de energia por meio do hidrogênio. Elas operam como uma célula de combustível reversível, que aceita água durante o carregamento, separa íons de hidrogênio carregados positivamente e libera oxigênio.
Diferentemente dos sistemas convencionais de hidrogênio, que gastam energia comprimindo o gás H2, super-resfriando-o para liquefazê-lo ou processando-o em amônia, a bateria de prótons armazena imediatamente os prótons de hidrogênio. Isso é feito por meio de orifícios em um eletrodo de carvão ativado sólido e poroso embebido em um ácido diluído. A descarga da bateria se dá com a adição de oxigênio, e a energia é liberada à medida que a água é produzida.
Os pesquisadores do RMIT fizeram alterações significativas na forma como a bateria de prótons funciona. Entre elas, estão a secagem a vácuo do pó de carvão ativado antes da preparação do eletrodo, a fim de remover a água do material, o aquecimento suave da célula geral a 70 °C durante a operação e a substituição da camada de difusão de gás (GDL) por uma folha de fibra GDL muito mais fina.
As mudanças resultaram em uma bateria de prótons capaz de armazenar quase três vezes mais energia por peso do que a anterior. Com uma densidade de 882 joules por grama, ela equivale a 245 Wh/kg, que é similar às boas baterias de lítio comerciais atualmente no mercado.
Vantagens da bateria de prótons
A bateria de prótons oferece uma série de vantagens significativas. É uma forma muito segura e estável de transportar hidrogênio e deve ter uma longa vida útil, além de ser rápida para carregar.
É também uma bateria de baixo custo. Não há necessidade de lítio ou qualquer outro metal raro, pois pode ser feita com materiais abundantes e fabricação barata. Além disso, é 100% reciclável, tornando-a uma opção de armazenamento de energia mais sustentável.
Por fim, vale ressaltar que as baterias de prótons têm perdas muito menores do que os sistemas convencionais de hidrogênio, tornando-as comparáveis às baterias de íon-lítio em termos de eficiência energética.
A equipe do RMIT está agora trabalhando para comercializar a bateria de prótons, desenvolvendo ainda mais a tecnologia. A colaboração com a Eldor Corporation visa produzir um protótipo de bateria com capacidade de armazenamento adequada para uma variedade de aplicações domésticas e comerciais. O objetivo final é expandir o sistema de watt para quilowatt e, por fim, para a escala de megawatt.
A bateria de prótons representa, portanto, um grande avanço na busca por uma bateria de baixo custo, eficiente e ecologicamente correta, o que a torna um dos desenvolvimentos mais emocionantes no campo do armazenamento de energia.
A pesquisa está disponível em Journal of Power Sources.
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Sobre o Autor
Geovane Souza é Jornalista e especialista em criação de conteúdo na internet, ações de SEO e marketing digital. Nas horas vagas é Universitário de Sistemas de Informação no IFBA Campus de Vitória da Conquista.
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