O futuro da energia está nas baterias

A importância de baterias, supercapacitores e eletrônica impressa na transição energética

Sabemos que a transição energética é uma questão de necessidade. É também uma possibilidade mais do que viável. O potencial e as tecnologias de energia renovável existentes, somadas ao armazenamento, podem gerar energia limpa e segura para cobrir toda a demanda global de energia. O papel crucial das tecnologias de armazenamento é evidente no estudo que coloca na ponta do lápis essa possibilidade. Os dados foram apresentados pela Universidade de Tecnologia de Lappeenranta (LUT) e o Energy Watch Group (EWG), durante a COP 23 no ano passado.

No cenário mapeado pela pesquisa, a energia solar e o armazenamento em baterias impulsionariam a maior parte do sistema elétrico, graças a uma rápida queda em seus custos – o que de fato vem acontecendo.

Falamos de um contexto em que a necessidade de baterias mais eficientes é muito real. A energia solar, eólica e até mesmo a biomassa dependem de fatores externos para sua disponibilidade. O vento, o sol e a matéria prima da biomassa possuem seu próprio tempo. Ou seja, é necessário que o armazenamento contorne tal sazonalidade para dispormos da energia renovável nas mais diversas situações. Com os cientistas e empresas de olho no potencial social e econômico das baterias, elas vêm avançando muito rapidamente.

Uma das grandes apostas dos especialistas é a integração entre baterias e supercapacitores. Por um lado, baterias carregam e descarregam lentamente, mas possuem uma capacidade de armazenamento enorme. Pelo outro lado, os supercapacitores tem uma carga e descarga rápida, porém com um armazenamento menor. Isso faz com que esses dispositivos sejam absolutamente complementares nas soluções modernas de armazenamento. Considerando um mundo em que os carros elétricos crescem rapidamente, baterias de longa duração que sejam fácil e rapidamente recarregadas são essenciais.

Essa funcionalidade já é utilizada em alguns setores da indústria. Nos EUA, caminhões de carga pesada usam capacitores para facilitar a partida – especialmente em climas mais frios – junto às baterias convencionais. Veículos elétricos, dispositivos de controle e computadores também já utilizam a combinação das duas tecnologias. Dispositivos híbridos combinando capacitores e baterias avançadas já são comercializadas no Japão; ou seja, essa decolagem já começou.

Capacitores e baterias são “primos” também na forma de fabricação. Um dos métodos mais importantes para se fabricar novas gerações de bateria é a impressão rolo a rolo, que permite a produção a baixo custo de eletrólitos sólidos de alta qualidade. Intrínseco ao funcionamento das baterias está a presença de eletrólitos. Ao substituir a os eletrólitos em forma de liquido ou gel, das gerações anteriores, essa nova geração de baterias praticamente elimina o risco de explosão e vazamentos.

“O ‘cálice sagrado’ da nova geração de bateria, o eletrólito sólido, será mais facilmente produzido por métodos de impressão”, avalia Luiz Otávio Siqueira César, engenheiro e diretor do CSEM Brasil. “A bateria do futuro já é produzida em nível de laboratório e temos a capacidade de a levarmos a um estágio de produção industrial. Nos dedicamos a participar de uma geração de superbaterias e supercapacitores. Essa nova geração vai oferecer o dobro da capacidade elétrica, por metade do peso de uma bateria tradicional”.

Isso porque, quanto mais precisa a impressão, menos volumosos e mais eficientes serão as baterias. Além disso, imprimir em substratos flexíveis permite variar a forma da bateria e reduzir seu custo de fabricação.

As aplicações, por sua vez, são inúmeras. Além do já mencionado setor automotivo e seus veículos elétricos, o transporte público – seja ônibus, trem ou avião – pode se transformar com a tecnologia. O avião híbrido já é uma realidade próxima: a Airbus pretende voar com o e-Fan X em 2020 e a Zunum a colocar um no mercado em 2022. No projeto da Zunum, a propulsão utilizaria eletricidade fornecida justamente por baterias, e em ambos a tecnologia representa um grande impacto.

Essa nova geração de baterias de eletrólito solido já é utilizada em dispositivos como marca-passos e satélites. Em pouco tempo, serão indispensáveis em concessionárias de energia, dispositivos eletroeletrônicos, veículos e storage centers de parques eólicos e solares.

“Substituirão também em todos os dispositivos que já usam baterias – assim como aqueles que nunca usaram. Com menor peso e mais eficiência, ela oferece possibilidades para diminuir o uso de combustíveis fósseis, mas também terão vida-útil mais longa antes de precisarem de recarga”, conjectura Luiz Otávio. “No horizonte de 2 anos é um avanço que acontecerá em smartphones e veículos. Com maior utilização e avanço da tecnologia, o preço tende a descer e assim será possível aplicar a usos cada vez mais amplos.”

 

Quer receber mais conteúdos como esse? Clique aqui e cadastre seu e-mail para mais notícias e tendências em tecnologia, sustentabilidade e negócios.

 

 

CSEM Brasil

Um Centro de Pesquisa & Desenvolvimento que sonha mudar o mundo através da inovação.

LEIA TAMBÉM