Bateria de carbono-ar guarda energia limpa melhor que hidrognio

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Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 23/12/2021

Bateria de carbono-ar usa carbono em vez de hidrog

Esquema do sistema chamado bateria secundria de carbono-ar.
[Imagem: Tokyo Tech]

Trocar hidrognio por carbono

Existem vrias propostas para armazenar temporariamente a eletricidade gerada pelas fontes renovveis de energia, como solar e elica, que so intermitentes, e ento garantir o suprimento em um regime 24/7 (24 horas por dia, 7 dias por semana).

Uma alternativa promissora o hidrognio gerado a partir da energia solar, que tem como grande benefcio o fato de ser totalmente limpo. Mas esses sistemas ainda esto se debatendo com dificuldades tcnicas, como uma baixa eficincia.

Pesquisadores japoneses esto propondo agora trocar o hidrognio por carbono, no que eles chamam de “combater o carbono com carbono”.

Bateria de carbono-ar

Keisuke Kameda e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Tquio projetaram um sistema alternativo de armazenamento de energia eltrica chamado “bateria secundria de carbono-ar” – o termo secundria refere-se a uma bateria recarregvel, sendo primria uma bateria descartvel de uso nico .

O sistema, que bem mais do que uma simples bateria, consiste em uma clula de combustvel de xido slido e uma clula de eletrlise, onde o carbono gerado por eletrlise do dixido de carbono (CO2) retirado da atmosfera oxidado com o oxignio do ar ambiente para produzir energia.

Tanto a clula de combustvel quanto a clula de eletrlise podem ser alimentadas com CO2 liquefeito por compresso para compor o sistema de armazenamento de energia.

“De modo semelhante a uma bateria, [o nosso sistema] carregado usando a energia gerada pelas fontes renovveis para reduzir CO2 para C. Durante a fase de descarga subsequente, o C oxidado para gerar energia,” explicou o professor Manabu Ihara, coordenador da equipe.

Mais eficiente e menor

Nos testes, o sistema foi capaz de utilizar a maior parte do carbono depositado no eletrodo para gerao de energia, demonstrando uma eficincia coulmbica de 84%, indicando que a maior parte da energia armazenada pode ser recuperada durante a fase de descarga – a eficincia coulmbica a razo entre a descarga e a capacidade de carga.

Alm disso, o sistema apresentou uma densidade de potncia superior de 80 mW/cm2 e uma eficincia de carga-descarga de 38%, que se sustentou ao longo dos 10 ciclos de carga-descarga testados, indicando que no ocorreu degradao do eletrodo de combustvel.

Como o carbono armazenado em um espao confinado nas duas clulas, a densidade de energia do sistema limitada pela quantidade de carbono que elas podem conter. Apesar dessa limitao, a equipe calcula que o sistema tem uma densidade de energia volumtrica maior do que os sistemas de armazenamento de hidrognio.

“Em comparao com os sistemas de armazenamento de hidrognio, espera-se que o nosso sistema tenha tamanho menor e uma maior eficincia geral,” disse o professor Ihara.

Bibliografia:

Artigo: Carbon/air secondary battery system and demonstration of its charge-discharge
Autores: Keisuke Kameda, Sergei Manzhos, Manabu Ihara
Revista: Journal of Power Sources
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2021.230681

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