O alumínio tem potencial para armazenar 50 vezes mais energia do que as baterias de íons de lítio, o que o torna realmente promissor para o armazenamento de energia renovável. Por esta razão os cientistas deInstituto 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 diversas vezes. O principal obstáculo à nossa corrida rumo a formas de energia com emissões zero é a natureza intermitente das energias renováveis de baixo custo. Em uma escala pequena e cotidiana, a energia solar coleta a maior parte de sua energia no meio do dia e a armazena em algum tipo de bateria. À noite, quando todos vão para casa e começam a ligar a TV e a máquina de lavar louça, a energia coletada é aproveitada.
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 longe você se afasta do equador, menos sol você recebe nos meses de inverno. Você sabe. Em algumas partes da Escandinávia não há sol durante meses a fio (há países que recebem algum 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 investigadores do SPF estudam os ciclos redox do alumínio há anos e, com financiamento do programa Horizonte Europa da UE, acabaram de iniciar um projecto de investigação chamado Revelar. O Reveal envolve nove parceiros diferentes de sete países europeus, para desenvolver o que parece ser uma ideia muito promissora. Qual?
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 do Reveal propõe “carregar” esferas de alumínio com diâmetro de 1 mm (0,04 polegadas). Durante o “processo de recarga”, o excesso de energia renovável seria usado para converter 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 as 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 aquecimento ambiente ou água quente sanitária.
No modelo idealizado pelo Reveal, o processo de carregamento seria realizado em instalações específicas, e o alumínio “carregado” seria então disponibilizado para “descarregamento” em edifícios de apartamentos, instalações industriais e até em residências individuais, quando um sistema convincente de conversão de alumínio -hidrogênio será desenvolvido. Afinal, o equipamento necessário é relativamente simples e exige 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?
