Nova bateria pode armazenar energia eólica e solar de forma acessível e ambiente

Com o desenvolvimento adicional, a nova tecnologia poderia fornecer energia à rede elétrica de maneira rápida, econômica e em temperaturas ambientes normais.

Uma nova combinação de materiais desenvolvida por pesquisadores de Stanford pode ajudar no desenvolvimento de uma bateria recarregável capaz de armazenar grandes quantidades de energia renovável gerada por fontes eólicas ou solares. Com o desenvolvimento adicional, a nova tecnologia poderia fornecer energia à rede elétrica de maneira rápida, econômica e em temperaturas ambientes normais.

Liga de sódio-potássio é um metal líquido à temperatura ambiente que pode desbloquear uma bateria de fluxo de alta voltagem. (Crédito da imagem: Antonio Baclig)

A tecnologia – um tipo de bateria conhecida como uma bateria de fluxo – tem sido considerada como um provável candidato para armazenar energia renovável intermitente. No entanto, até agora, os tipos de líquidos que poderiam produzir a corrente elétrica foram limitados pela quantidade de energia que podiam fornecer ou exigiam temperaturas extremamente altas ou usavam produtos químicos muito tóxicos ou caros.

O professor assistente de ciência e engenharia de materiais Stanford Chueh, juntamente com seu aluno de doutorado Antonio Baclig e Jason Rugolo, agora um explorador de tecnologia da X Development, decidiu testar o sódio e o potássio, que quando misturados formam um metal líquido à temperatura ambiente. , como o fluido para o lado do doador de elétrons – ou negativo – da bateria. Teoricamente, este metal líquido tem pelo menos 10 vezes a energia disponível por grama como outros candidatos para o fluido do lado negativo de uma bateria de fluxo.

“Ainda temos muito trabalho a fazer”, disse Baclig, “mas este é um novo tipo de bateria de fluxo que pode permitir um uso muito maior de energia solar e eólica usando materiais abundantes na Terra”.

Separando os lados

Para usar a extremidade negativa do metal líquido da bateria, o grupo encontrou uma membrana cerâmica adequada feita de potássio e óxido de alumínio para manter os materiais negativos e positivos separados, enquanto permite que a corrente flua.

Os dois avanços juntos mais do que dobraram a voltagem máxima das baterias de fluxo convencionais, e o protótipo permaneceu estável por milhares de horas de operação. Essa tensão mais alta significa que a bateria pode armazenar mais energia para seu tamanho, o que também reduz o custo de produção da bateria.

“Uma nova tecnologia de baterias tem tantas métricas de desempenho diferentes para atender: custo, eficiência, tamanho, vida útil, segurança, etc.”, disse Baclig. “Achamos que esse tipo de tecnologia tem a possibilidade, com mais trabalho, de atendê-las, e é por isso que estamos empolgados com isso.”

Melhorias à frente

A equipe de estudantes de doutorado da Stanford, que além da Baclig inclui Geoff McConohy e Andrey Poletayev, descobriram que a membrana cerâmica impede de forma muito seletiva o sódio de migrar para o lado positivo da célula – essencial para o sucesso da membrana.

No entanto, este tipo de membrana é mais eficaz a temperaturas superiores a 200 graus Celsius (392 F). Em busca de uma bateria com temperatura ambiente, o grupo experimentou uma membrana mais fina. Isso impulsionou a saída de energia do dispositivo e mostrou que refinar o design da membrana é um caminho promissor.

Eles também experimentaram quatro líquidos diferentes para o lado positivo da bateria. Os líquidos à base de água degradaram rapidamente a membrana, mas eles acham que uma opção não baseada em água melhorará o desempenho da bateria.

Fonte: Click Petróleo