Nova Bateria Solar Mais Barata é Feita Com Um Ingrediente De Xixi
Borboleta no painel solar. Crédito da foto: Takver (cc 2.0)

Uma bateria feita com uréia, comumente encontrada em fertilizantes e urina de mamíferos, poderia fornecer uma maneira barata de armazenar energia produzida por meio de energia solar ou outras formas de energia renovável para consumo fora do horário comercial.

A bateria não é inflamável e contém eletrodos feitos de alumínio e grafite abundantes. O principal ingrediente de seu eletrólito, a uréia, já é produzido industrialmente pela tonelada para fertilizantes de plantas.

“Então, basicamente, o que você tem é uma bateria feita com alguns dos materiais mais baratos e abundantes que você pode encontrar na Terra. E realmente tem bom desempenho ”, diz Hongjie Dai, professor de química da Universidade de Stanford. "Quem teria pensado que você poderia pegar grafite, alumínio, uréia e, na verdade, fazer uma bateria que pode funcionar por um longo tempo?"

Na 2015, o laboratório da Dai foi o primeiro a fabricar uma bateria de alumínio recarregável. Este sistema carregou em menos de um minuto e durou milhares de ciclos de descarga de carga. O laboratório colaborou com o Instituto de Pesquisa Tecnológica Industrial de Taiwan (ITRI) para impulsionar uma motocicleta com esta versão mais antiga, que tinha uma grande desvantagem: envolvia um eletrólito caro.

A versão mais recente inclui um eletrólito à base de uréia e é cerca de 100 vezes mais barato do que o modelo 2015, com maior eficiência e um tempo de carregamento de 45 minutos. É a primeira vez que a ureia é usada em uma bateria.

A diferença de custo entre as duas baterias, diz Dai, é “como a noite e o dia”. As descobertas aparecem no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências.


innerself assinar gráfico


Ao contrário da energia derivada de combustíveis fósseis, a energia solar pode ser aproveitada apenas quando o sol está brilhando. Um painel solar bombeia energia para a rede elétrica durante o dia. Se essa energia não for consumida imediatamente, ela é perdida como calor.

À medida que a demanda por tecnologias renováveis ​​cresce, aumenta também a necessidade de baterias baratas e eficientes para armazenar a energia que é liberada à noite. As baterias de hoje, como baterias de íons de lítio ou chumbo-ácido, são caras e têm vida útil limitada.

A nova bateria pode fornecer uma solução para o problema de armazenamento da rede, diz o doutorando Michael Angell. "É barato. É eficiente. O armazenamento da grade é o principal objetivo. ”

O armazenamento em grade também é o objetivo mais realista, por causa do baixo custo, alta eficiência e longa vida útil da bateria, diz Angell. Um tipo de eficiência, chamada eficiência Coulombic, é uma medida da quantidade de carga que sai da bateria por unidade de carga recebida durante o carregamento. A eficiência coulombica para esta bateria é alta - 99.7 por cento.

Embora também sejam eficientes, as baterias de íons de lítio comumente encontradas em pequenos eletrônicos e outros dispositivos podem ser inflamáveis. Por outro lado, a bateria de uréia é inflamável e, portanto, menos arriscada.

"Eu me sentiria seguro se a minha bateria de backup em minha casa fosse feita de uréia com pouca chance de causar incêndio", diz Dai.

Para atender às demandas de armazenamento em rede, uma bateria comercial precisará durar pelo menos dez anos. Ao investigar os processos químicos dentro da bateria, a Angell espera prolongar sua vida útil.

A perspectiva é promissora. No laboratório, essas baterias de íon de alumínio à base de ureia podem passar por ciclos de carga 1,500 com um tempo de carregamento de 45 minutos.

“Com esta bateria, o sonho é que a energia solar seja armazenada em todos os edifícios e em todos os lares”, diz Dai. “Talvez isso mude a vida cotidiana. Nós não sabemos.

As patentes da bateria foram licenciadas para a AB Systems, fundada pela Dai. Uma versão comercial está atualmente em desenvolvimento.

Fonte do artigo

Jackie Flynn para Universidade de Stanford

O Departamento de Energia dos EUA, o Plano Global Networking Talent 3.0, o Ministério da Educação de Taiwan e o Projeto Scholarshan Taishan financiaram o trabalho.

Livros relacionados

at InnerSelf Market e Amazon