Flutuações diárias e até sazonais na geração de energia elétrica por fontes renováveis forçam os cientistas a procurar dispositivos de armazenamento ideais com autodescarga mínima. Não há necessidade especial de tais unidades para fins de consumo, mas para energia de reserva e para suavizar o consumo nas redes elétricas, essas baterias são importantes e relevantes.
Fonte da imagem: Sara Levine/Pacific Northwest National Laboratory
Um novo estudo realizado por cientistas do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) analisou baterias de sal fundido que podem “congelar” sua carga por meses até que seja necessária. Uma bateria experimental do tamanho de um disco de hóquei reteve 92% de sua carga em três meses. Após seis meses de espera, os cientistas estão confiantes de que a bateria reterá pelo menos 80% de sua carga original.
As baterias de sal fundido foram inventadas durante a Segunda Guerra Mundial. O eletrólito nessas baterias solidifica à temperatura ambiente e se torna inativo, o que evita o vazamento de carga. Para ativar a bateria, ela é aquecida, tornando novamente o eletrólito líquido, que inicia as reações químicas de troca iônica que são comuns em baterias.
«Queremos carregar esta bateria quando houver muita energia renovável”, explica o pesquisador principal Guosheng Li, “e então vamos manter a bateria à temperatura ambiente, o que irá congelá-la … e desativar a auto-descarga para armazenamento a longo prazo. Quando chega a hora de usar a bateria, existem várias maneiras diferentes de aquecê-la. Por exemplo, podemos usar o calor residual ou … ativar parte da bateria no início e, em seguida, usar essa eletricidade para se autoaquecer.”
O tetracloroaluminato de sódio (NaAlCl4) foi usado como eletrólito. Essa substância, como eletrodos feitos de níquel e alumínio, foi escolhida por seu baixo custo e distribuição significativa na Terra, o que reduzirá o custo. Um grande problema é o alto ponto de fusão dos sais. Para este sal, é 187 ° C.
Idealmente, a temperatura de fusão não deve ser muito maior que a temperatura ambiente para que menos energia seja gasta na ativação da bateria. Por exemplo, 70–80 °C. Como missão futura, os cientistas veem a substituição de eletrodos de níquel por eletrodos feitos de metais menos caros, bem como a busca por composições de sais com menor ponto de fusão.