Imagem: Yen Strandqvist | Chalmers University of Technology - Ciclo Vivo/Reprodução
Objetivo é que prédios possam armazenar energia em sua própria estrutura.
O armazenamento de energia renovável, sobretudo eólica e solar, ainda é um desafio. Mas, cientistas da Universidade Técnica Chalmers, na Suécia, estão dando um grande passo rumo à criação de uma bateria ecológica feita de cimento. O projeto, ainda em fase de protótipo, é focado na construção civil.
Em busca de materiais sustentáveis e escaláveis, os pesquisadores Emma Zhang e Luping Tang, do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil, criaram um novo conceito para baterias recarregáveis. O processo envolve primeiro uma mistura à base de cimento, com pequenas quantidades de fibras curtas de carbono adicionadas para aumentar a condutividade e a tenacidade à flexão. Então, embutida na mistura está uma malha de fibra de carbono revestida de metal – ferro para o ânodo e níquel para o cátodo. É o primeiro conceito do tipo no mundo.
“Os resultados de estudos anteriores, 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 o eletrodo. Esta ideia particular que desenvolvemos – que também é recarregável – nunca foi explorada antes. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório”, explica Emma Zhang.
O estudo produziu uma bateria recarregável à base de cimento com uma densidade de energia média de 7 watt-hora (Wh) por metro quadrado. A densidade de energia é usada para expressar a capacidade da bateria e, neste caso, a densidade ainda é baixa em comparação com as baterias comerciais, porém tal limitação pode ser superada graças ao grande volume no qual a bateria pode ser construída quando usada em edifícios.
Bateria recarregável
O fato da bateria ser recarregável é uma qualidade importante, com diversas possibilidades de utilização se o conceito for desenvolvido e comercializado. Os pesquisadores destacam aplicações que podem variar desde alimentar LEDs, fornecer conexões 4G em áreas remotas ou até proteção catódica – uma técnica usada para controlar a corrosão de superfícies metálicas.
Foto: Chalmers University of Technology - Ciclo Vivo/Reprodução
“Também poderia ser acoplado a painéis de células solares, por exemplo, para fornecer eletricidade e se tornar a fonte de energia para sistemas de monitoramento em rodovias ou pontes, onde sensores operados por uma bateria de concreto poderiam detectar rachaduras ou corrosão”, sugere Emma.
O conceito de utilizar estruturas e edifícios desta forma poderia ser revolucionário, pois ofereceria uma solução alternativa para a crise energética, ao disponibilizar um grande volume de armazenamento de energia.
O concreto, que é formado pela mistura de cimento com outros ingredientes, é o material de construção mais usado no mundo. Do ponto de vista da sustentabilidade, está longe de ser o ideal, mas o potencial de adicionar funcionalidade pode oferecer uma nova dimensão.
Desafios
Se a ideia vingar, possivelmente, no futuro, um edifício inteiro de concreto de 20 andares poderá armazenar energia renovável como uma bateria gigante. Entretanto, até o momento, a ideia ainda está em estágio inicial. Antes que a comercialização da tecnologia seja uma realidade será preciso desenvolver outras soluções.
Emma Zhang e Luping Tang - Ciclo Vivo/Reprodução
Entre as questões técnicas a serem resolvidas está a extensão da vida útil da bateria e o desenvolvimento de formas de reciclagem. “Como a infraestrutura de concreto geralmente é construída para durar 50 ou até 100 anos, as baterias precisariam ser refinadas para corresponder a isso ou para serem mais fáceis de trocar e reciclar quando sua vida útil terminar. Por enquanto, isso oferece um grande desafio do ponto de vista técnico”, explica Emma.
De todo modo, não há dúvidas de que a inovação tem muito a oferecer. “Estamos convencidos de que este conceito é uma grande contribuição para permitir que os materiais de construção do futuro tenham funções adicionais, como fontes de energia renováveis”, conclui Luping Tang.
O projeto de pesquisa foi financiado pela Agência Sueca de Energia e o artigo científico sobre a bateria recarregável de concreto está disponível aqui.
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