Baterias de cimento: futuro pode ter prédios armazenando energia
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.
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.
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.
