Baterias de zinco guardam eletricidade e produzem hidrognio

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 09/08/2023

Bateria de zinco

Engenheiros alemes esto desenvolvendo baterias de zinco que no apenas armazenam energia eltrica, mas tambm podem ser usadas para produzir hidrognio.

Os primeiros testes indicam uma eficincia de 50% no armazenamento de eletricidade e 80% na produo de hidrognio, com uma expectativa de vida til estimada em dez anos.

As baterias de zinco so consideradas uma das alternativas mais promissoras s baterias de ons de ltio por uma srie de razes, entre elas o baixo custo, a abundncia do zinco e uma infraestrutura de reciclagem j madura.

At agora, porm, a produo de hidrognio em um dos eletrodos vinha sendo considerada um dos principais empecilhos viabilizao desse tipo de bateria – veja 5 novidades promissoras para as baterias de zinco e gua.

A equipe em torno do projeto Zn2H2, liderado pelo Instituto de Confiabilidade e Microintegrao (IZM) e pela Universidade Livre de Berlim, na Alemanha, decidiu usar essa deficincia a seu favor, criando uma soluo hbrida ainda mais interessante do que uma simples bateria.

Eletricidade mais hidrognio

O objetivo do projeto desenvolver um sistema de armazenamento de hidrognio recarregvel eletricamente que possa armazenar energia na forma de zinco metlico e transform-la novamente em energia eltrica e hidrognio quando necessrio. O hidrognio ento poder ser usado para produo de eletricidade em clulas a combustvel ou mesmo ser usado em combusto.

Partindo de um projeto de bateria j comprovado, que usa nodos de zinco, os pesquisadores adicionaram a tambm comprovada eletrlise de gua alcalina, criando uma tecnologia hbrida completamente nova na qual, alm de armazenar eletricidade, a bateria torna-se capaz de produzir hidrognio sob demanda.

“Durante o carregamento, a gua oxida em oxignio, enquanto reduz o xido de zinco a zinco metlico. Isso reverte para xido de zinco durante a descarga. A gua novamente reduzida e libera hidrognio. Esta uma combinao nica de uma bateria comum e uma fonte de hidrognio, com uma eficincia total de armazenamento eltrico de 50%, que o dobro da eficincia de outros sistemas de energia para gs atualmente preferidos,” disse Robert Hahn, coordenador do projeto.

Como o custo das matrias-primas (ao, zinco e hidrxido de potssio) para produzir o novo sistema dez vezes menor que as matrias-primas das baterias de ltio, a nova tecnologia promete se tornar uma alternativa comercialmente atraente para armazenar energias renovveis intermitentes, como elica e solar.

Primeiros prottipos

Os primeiros prottipos em condies de laboratrio j esto prontos, tendo comprovado a eficincia e a estabilidade de clulas individuais ao longo de vrios ciclos de carregamento e uso da energia.

At o final deste ano a equipe pretende ter uma unidade de demonstrao para testes operacionais, compreendendo oito clulas, cada uma com capacidade em torno de 12 V e 50 Ah.

Para a produo econmica em larga escala do catalisador de dupla funo (fazendo as duas rotas, do oxignio e do hidrognio), os pesquisadores esto confiando na deposio galvnica. O processo ser testado quanto confiabilidade e reprodutibilidade antes dos testes reais da bateria.

Um parmetro crucial para isso diz respeito ao carregamento, que deve ser perfeitamente ajustado para garantir operaes estveis ao longo de vrios milhares de ciclos. Essa estabilidade de ciclagem ainda no foi alcanada por nenhuma das baterias de zinco de ltima gerao existentes, ainda envolvidas com a formao de dendritos de zinco ou zinco musgoso, o que geralmente causa curtos-circuitos em algum momento da vida til das baterias.

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