Energia

Startup Exibe sua Bateria de Fluxo mais Barata

Sun Catalytix está fazendo um novo tipo de bateria de fluxo que pode render muitas horas de boa energia em suas grades

  • Quarta-Feira, 25 de setembro, 2013
  • Por Martin LaMonica
  • Tradução por Daniel Guarino (Opinno)

Imagem: Pilha de bateria: O protótipo da Sun Catalytix carrega e descarrega por circulação de líquidos eletrólitos através de ranhuras em placas quadradas, separadas por uma membrana.

A startup Sun Catalytix está projetando uma bateria de fluxo para armazenar energia através de materiais personalizados, derivados de commodities químicas de custo baixo. A empresa se junta a dezenas de outros concorrentes que procuram fazer um dispositivo que possa deixar a bateria mais em conta e mais confiável, armazenando várias horas de energia obtidas de uma rede eólica ou solar.

A startup idealizada por estudantes do MIT, que pretende se diferenciar com um novo composto químico e sistemas mecânicos de baixo custo, está testando um protótipo em escala reduzida com capacidade de cinco quilowatts. Através deste protótipo foi possível fazer a projeção de que um modelo em escala real estará pronto entre 2015 e 2016 e deverá custar menos de $ 300 por quilowatt-hora para o cliente. Menos da metade do que as baterias de sódio-enxofre usadas atualmente.

O CEO da Sun Catalytix, Mike Decelle diz que uma das vantagens da tecnologia da startup é a utilização de matéria prima de baixíssimo custo. "Nós estamos comprando toneladas em larga escala e muito barato na China", diz ele, de pé protegendo a carga de modo que os nomes dos produtos químicos não estejam legíveis para um visitante. "É lá (na China) que você tem acesso à matéria prima nas quantidades que precisamos."

Em uma bateria típica o material ativo é um metal como zinco ou vanádio dissolvido em um eletrólito líquido. Para gerar a corrente, o líquido é bombeado de um grande tanque para um dispositivo onde a reação eletroquímica ocorre através de uma membrana. Para carregar a bateria, os eletrólitos são bombeados na direção reversa. Uma grande vantagem das baterias de fluxo é que estas podem ter sua capacidade de armazenamento aumentada simplesmente aumentando o tamanho dos tanques.

Os eletrólitos da Sun Catalytix são feitos a partir de metais combinados com ligantes, ou moléculas que se ligam a átomos de metal. O uso de compostos sintéticos de metal-ligante como materiais ativos da bateria deu maior flexibilidade de projeto aos engenheiros durante a busca de se obter uma bateria mais barata, mais segura e que com cargas diárias poderá durar até 15 anos, de acordo com a empresa.

No protótipo construído em um laboratório da Sun Catalytix, a bateria é feita de duas placas quadradas de um material composto de plástico-carbono. Cada placa contém várias camadas do material cada uma com espessura de uma folha de papel que empilhadas formam uma membrana fina de plástico, que é a célula da bateria. Durante a carga e descarga, os dois eletrólitos líquidos viajam através de ranhuras entalhadas no interior de cada placa para desencadear a reação química através da membrana.

O protótipo do sistema, construído em um recinto protegido de vidro, é constituído por 50 células ou “pilhas” em duas filas horizontais. As células não estão ligadas umas as outras individualmente através de fios. Ao invés disso, a corrente flui através das placas a partir da extremidade de uma pilha para a outra, o que torna menor os custos da empresa. Abaixo das pilhas estão os tanques com os eletrólitos líquidos, bombas, válvulas e tubos feitos de PVC - todos formando um equipamento conhecido como off-the-shelf. Em um sistema em escala real, seria como utilizar centenas de células (pilhas), sendo cada uma com o tamanho aproximadamente de uma caixa de pizza.

Outro fator que torna as baterias da Sun Catalytix diferentes das baterias de fluxo convencionais, é que os materiais ativos são dissolvidos em uma solução aquosa quase neutra, o que a torna mais segura no caso de um derramamento e também não causa corrosão das bombas e válvulas, de acordo com a companhia. A maioria dos eletrólitos de uma bateria de fluxo são ácidos fortes, o que aumenta a preocupação quanto à segurança quando a tecnologia é utilizada em edifícios, exigindo o uso de tanques de armazenamento especiais, o que aumenta os custos consideravelmente, diz Venkat Srinivasan, chefe do Laboratório de armazenamento de energia e recursos distribuídos do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

A Sun Catalytix também compete com os fabricantes de sistemas de armazenamento de ar comprimido e de baterias que utilizam outras combinações químicas inovadoras, como por exemplo, uma bateria de zinco-ar da Eos e uma bateria de metal líquido, da empresa Ambri. (Veja "Cheap Batteries for Backup Renewable Energy" e "Ambri’s Better Battery"). O CEO Mike Decelle acha que a bateria da Sun Catalytix terá uma vantagem em termos de segurança sobre a bateria feita pela Ambri. Uma bateria de metal líquido opera a uma temperatura muito alta, o que "poderia gerar um receio por parte dos clientes", diz ele.

A Sun Catalytix pretende ter uma bateria piloto em escala real pronta em 2015. Um sistema de um megawatt caberia em dois contêineres de 20 pés de comprimento, enquanto os tanques de eletrólitos exigiriam mais contêineres, dependendo da quantidade de horas de uso requeridos pelo cliente. A empresa até agora captou $ 16,5 milhões em investimentos e para construir protótipos em maior escala está agora em busca de outras fontes de financiamento no mercado financeiro. Segundo Decelle, a empresa pretende fabricar as próprias células e confiar em fornecedores ou fabricantes terceirizados a montagem do produto final, formando um sistema modular.

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