O alumínio tem o potencial de armazenar 50 vezes mais energia do que as baterias de íons de lítio, o que o torna muito promissor para armazenamento de energia renovável. Para isso, os cientistas doInstituto Suíço de Tecnologia Solar SPF eles estão desenvolvendo tecnologia baseada em alumínio para dar à Europa invernos menos turbulentos do que os próximos.
O problema é muito simples, já o enfrentamos várias vezes. O principal obstáculo à nossa corrida para formas de energia de emissão zero é a natureza intermitente das energias renováveis de baixo custo. Em uma escala pequena e diária, a energia solar coleta a maior parte de sua energia no meio do dia e a estaciona em algum tipo de bateria. À noite, quando todos chegam em casa e começam a ligar a TV e a máquina de lavar louça, a energia coletada é usada.
Esses sistemas de armazenamento já estão instalados em muitas casas e estão provando seu valor. O problema em uma escala maior, no entanto, persiste. E o problema não é de natureza cotidiana e individual, mas de natureza sazonal e coletiva.
O que realmente precisamos
Quanto mais você se afasta do equador, menos sol você recebe nos meses de inverno. Você sabe. Em algumas partes da Escandinávia não há sol por meses e meses (há países que pegam um pouco de sol eles instalam espelhos enormes). Para se tornar realidade, nosso sonho de um mundo de carbono zero precisa de uma maneira de armazenar quantidades absolutas enorme do excesso de energia renovável gerada nos meses mais quentes e liberá-la durante os longos invernos. E deve ser conveniente, caso contrário, nunca verá a luz.
Os pesquisadores da SPF estudam os ciclos redox do alumínio há anos e, com financiamento do programa Horizon Europe da UE, acabam de lançar um projeto de pesquisa chamado Revelar. O Reveal envolve nove parceiros diferentes de sete países europeus para desenvolver o que parece ser uma ideia muito promissora. Que?
Mon amour alumínio
Cito um relatório SPF de 2020 (que eu link para você aqui): Um único bloco de um metro cúbico (35,3 pés cúbicos) de alumínio pode armazenar quimicamente aprox. 23,5 megawatts-hora, mais de 50 vezes uma bateria de íons de lítio. Em resumo, pode alimentar uma casa de tamanho médio por 2 anos completos.
A equipe Reveal propõe "carregar" bolas de alumínio com diâmetro de 1 mm (0,04 polegada). Durante o "processo de recarga", o excesso de energia renovável seria usado para converter o óxido de alumínio, ou hidróxido de alumínio, em alumínio elementar puro. É um processo de eletrólise industrial que requer temperaturas em torno de 800°C (1.472°F), além de novos eletrodos inertes, que evitam emissões dos atuais processos de fundição de alumínio.
A equipe estima que será possível "carregar" um sistema redox de alumínio como este com uma eficiência em torno de 65%.
Todos os materiais necessários para a construção são relativamente baratos (mesmo de sucata ou reciclagem) e fáceis de encontrar, armazenar e transportar.
E para "descarregar" o alumínio?
A equipe do Reveal é muito clara nesse sentido: para “descarregar” o alumínio e usar sua energia acumulada, basta reconvertê-lo. Isso pode ser feito em baixas temperaturas, usando reações alumínio-água inferiores a 100 ° C (212 ° F). Essas reações geram hidróxido de alumínio e hidrogênio puro, que podem ser executados diretamente em uma pilha de células de combustível PEM para conversão em eletricidade.
Obviamente, o processo e a célula de combustível também geram calor, que pode ser recuperado para aquecer as divisões ou para a água quente sanitária.
No modelo Reveal, o processo de carregamento seria realizado em instalações específicas, e o alumínio "carregado" seria então disponibilizado para ser "descarregado" em condomínios, instalações industriais e até residências individuais, quando um convincente sistema de conversão de alumínio - hidrogênio será desenvolvido. Afinal, o equipamento necessário é relativamente simples e requer pouca manutenção.
Custos?
Essa parece ser a parte mais interessante: a equipe do SPF analisou todo o ciclo de vida do projeto e parla de apenas € 0,09 (US$ 0,09) por kWh. Isso o torna bastante interessante, e não é por acaso que a Reveal está trabalhando a todo vapor (com um prazo relativamente curto, verão de 2026) para implementar soluções práticas para este novo conceito de armazenamento de energia.
O que você acha?
