Cientistas americanos desenvolveram um novo tipo de bateria de sal fundido, que deve alcançar armazenamento de energia em nível de rede a uma temperatura mais baixa e baixo custo.

Com o aumento contínuo de fontes de energia renováveis, como a energia eólica e solar, são necessárias soluções criativas para armazenar energia intermitente da natureza. Uma possível solução é uma bateria de sal fundido, que oferece vantagens que as baterias de lítio não possuem, mas alguns problemas precisam ser resolvidos.

Cientistas dos Laboratórios Nacionais Sandia (Laboratórios Nacionais Sandia) sob a Administração Nacional de Segurança Nuclear dos EUA propuseram um novo design que pode resolver essas deficiências e demonstraram uma nova bateria de sal fundido compatível com a versão atualmente disponível. Em comparação, este tipo de bateria de armazenamento de energia pode ser construído de forma mais barata enquanto armazena mais energia.

Armazenar grandes quantidades de energia de forma barata e eficiente é a chave para usar energia renovável para abastecer toda a cidade. Embora tenha muitas vantagens, é isso que falta à cara tecnologia de bateria de lítio. As baterias de sal fundido são uma solução mais econômica que usa eletrodos que permanecem derretidos com a ajuda de altas temperaturas.

"Temos trabalhado arduamente para reduzir a temperatura de trabalho das baterias de sódio fundido para a temperatura física mais baixa possível", disse Leo Small, principal pesquisador do projeto. "Ao diminuir a temperatura da bateria, também pode reduzir o custo geral. Você pode usar material mais barato. As baterias exigem menos isolamento e os fios que conectam todas as baterias podem ser mais finos."

Comercialmente, esse tipo de bateria é chamado de bateria de sódio-enxofre. Algumas dessas baterias foram desenvolvidas globalmente, mas geralmente operam em temperaturas de 520 a 660°F (270 a 350°C). O objetivo da equipe Sandia é muito menor, embora isso exija repensar porque os produtos químicos que funcionam em altas temperaturas não são adequados para trabalhar em temperaturas mais baixas.

Entende-se que o novo design dos cientistas consiste em metal de sódio líquido e um novo tipo de mistura líquida. Essa mistura líquida é composta de iodeto de sódio e cloreto de gálio, que os cientistas chamam de católito.

Uma reação química ocorre quando a bateria libera energia, produzindo íons de sódio e elétrons passando pelo material de separação altamente seletivo e produzindo sal de iodeto fundido do outro lado.

Esta bateria de sódio-enxofre pode funcionar a uma temperatura de 110°C. Após oito meses de testes de laboratório, foi cobrado e descarregado mais de 400 vezes, comprovando seu valor. Além disso, sua voltagem é de 3.6 volts, o que os cientistas dizem ser 40% maior que a das baterias de sal fundido do mercado, portanto, possui uma densidade de energia maior.

A autora da pesquisa, Martha Gross, disse: "Por causa do novo católito que relatamos neste artigo, estamos muito empolgados com a quantidade de energia que pode ser injetada nesse sistema. As baterias de sódio fundido existem há décadas e estão em todo o mundo, mas eles nunca foram. Ninguém falou sobre eles. Então, é ótimo poder baixar a temperatura e trazer alguns dados de volta e dizer: 'Este é um sistema realmente viável.'"

Os cientistas agora estão voltando sua atenção para a redução do custo das baterias, o que pode ser alcançado substituindo o cloreto de gálio, que é cerca de 100 vezes mais caro que o sal de mesa. Eles disseram que essa tecnologia ainda está a 5 a 10 anos de comercialização, mas o que é benéfico para eles é a segurança da bateria porque não cria risco de incêndio.

"Esta é a primeira demonstração do ciclo estável a longo prazo de uma bateria de sódio fundido de baixa temperatura", disse o autor da pesquisa Erik Spoerke. "Nossa mágica é que determinamos a química do sal e a eletroquímica, o que nos permite operar a 230°F efetivamente. Funciona. Essa estrutura de iodeto de sódio de baixa temperatura é uma modificação das baterias de sódio fundido."