Baterias de cimento: futuro pode ter prédios armazenando energia

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Uma equipe de pesquisadores da Universidade Tecnológica de Chalmers, em Gotemburgo, na Suécia, desenvolveu uma bateria recarregável à base de cimento. A tecnologia torna possível, em tese, que edifícios inteiros sejam capazes de armazenar energia, como uma bateria gigante, no próprio concreto.

Segundo o estudo, publicado em março deste ano na revista científica Buildings, seria possível utilizar a estrutura de uma casa e até mesmo de prédios inteiros ou construções de concreto como pontes e viadutos para armazenar energia. Assinam o trabalho os pesquisadores Emma Zhang e Luping Tang, que construíram os primeiros protótipos do tipo inédito de bateria.

Edifícios podem se tornar baterias de concreto no futuro.Edifícios podem se tornar baterias de concreto no futuro.Fonte:  Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology/Reprodução 

Para criar o protótipo, o time adicionou pequenas fibras de carbono ao cimento (0,5% em volume), com o intuito de melhorar a condutividade elétrica da peça, o que também conferiu maior resistência à flexão. Em seguida, o time incorporou ao cimento uma malha de fibra de carbono revestida com metal. Após uma série de experimentações, os materiais escolhidos para serem utilizados na bateria foram ferro e zinco para o ânodo, e níquel para o cátodo.

Os primeiros protótipos alcançaram uma densidade de energia média de 7 watts por metro quadrado (Wh/m2), equivalente a 0,8 watts por litro (Wh/L) – densidade baixa em comparação a baterias comerciais, mas que deve ser superada com o volume quando utilizada em edifícios. A estimativa indica que o desempenho da nova bateria pode ser mais de 10 vezes superior.

"Os resultados dos primeiros experimentos investigando a tecnologia de bateria de concreto mostraram um desempenho muito baixo, então percebemos que tínhamos que pensar 'fora da caixa' para chegar a outra maneira de produzir os eletrodos. Essa ideia particular que desenvolvemos – que também é recarregável – nunca foi explorada. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório," explicou, em entrevista ao site Inovação Tecnológica, Emma Zhang.

Aplicações da bateria de cimento

A equipe acredita que a tecnologia possa ser utilizada em aplicações como iluminação a LED, para disponibilização de conexões sem fio e até mesmo para a criação do que eles chamam de "concreto funcional".

Segundo a pesquisadora, a tecnologia também poderia ser integrada a painéis solares para fornecer eletricidade, tornando-se até mesmo fonte de energia em sistemas de monitoramento remoto, como em rodovias ou pontes, em que sensores operados por uma bateria de concreto poderiam inclusive detectar rachaduras ou corrosão.

A ideia ainda está em um estágio inicial, mas parece promissora e combina com o conceito de cidades inteligentes – com prédios inteiros armazenando energia. Questões técnicas precisam ser estudadas antes que as baterias de cimento possam ser comercializadas. Agora é preciso pensar como aumentar a vida útil delas, bem como o número de ciclos de carga e descarga, além de desenvolver as técnicas de reciclagem do concreto para as baterias no final da vida útil.

Protótipo de bateria de cimento recarregável produzido na Suécia.Protótipo de bateria de cimento recarregável produzido na Suécia.Fonte:  Chalmers University of Technology/Reprodução 

A pesquisadora admitiu que, pelo fato de o concreto durar muitas décadas – até 100 anos, será preciso um processo de refinamento do produto para corresponder à sua durabilidade. "Agora, isso oferece um grande desafio do ponto de vista técnico", disse a pesquisadora.

No estudo, a equipe afirma que os materiais de construção avançados do futuro estão sendo concebidos para fornecer recursos inteligentes multifuncionais, como autoalimentação e autodetecção para aplicações de monitoramento de integridade estrutural. Além disso, os futuros materiais de construção também podem assumir funções adicionais, por exemplo fontes de energia renováveis, que irão coletar e armazenar energia renovável, como solar e eólica.

Segundo o estudo, o conceito de utilizar estruturas e edifícios como fonte e armazenamento de energia pode ser revolucionário, pois oferece uma solução alternativa para resolver a crise energética ao disponibilizar uma grande quantidade de armazenamento de energia.

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