Ao longo da última década, o preço dos painéis solares e turbinas eólicas tem vindo a diminuir, possibilitando a sua utilização em larga escala para a produção de energia elétrica. Contudo as energias renováveis apresentam um grande problema – a sua imprevisibilidade – estando dependentes das condições climatéricas. No entanto, o contrário também é verdade, sendo que se, por exemplo, a energia solar num dado dia for bastante elevada, ou o vento estiver a soprar de forma constante, não há forma de utilizar toda essa energia, uma vez que ultrapassa as necessidades da rede elétrica. Assim sendo, se queremos no futuro se queremos depender apenas de energia de fontes renováveis temos de ser capazes de armazenar essa energia.
Atualmente, uma das principais opções para o armazenamento de energia é a utilização de baterias de ião lítio, ou Li-ion como são muitas vezes designadas. Estas baterias podem ser encontradas numa média escala doméstica, por exemplo na Tesla Powerwall, ou numa escala empresarial, na Tesla Powerpack. No entanto, esta tecnologia não é passível de ser escalada para o armazenamento da energia necessária para alimentar uma cidade, uma vez que os custos seriam proibitivos. Há ainda as questões ambientais da intensiva exploração de lítio que seria necessária.
De modo a tentar ultrapassar este obstáculo várias tecnologias estão a ser desenvolvidas para o armazenamento de energia em larga escala. Uma delas são as baterias de fluxo, um tipo de célula eletroquímica em que a energia química provém de dois componentes químicos dissolvidos em soluções, que são depois bombeadas pelo sistema, ficando separados por uma membrana iónica seletiva. São portanto baterias líquidas.
Existem vários tipos de baterias de fluxo, sendo alguns deles as baterias redox, híbridas, e de membrana. Duas das tecnologias que estão atualmente em utilização são as baterias de fluxo de brometo de zinco, e as baterias redox de fluxo de vanádio (comumente conhecidas por VRB ou VRFB). A China está neste momento a construir uma enorme VRB em Dalian, capaz de alimentar milhares de casas, tendo 800 MWh e 200 MW de potência. Será atualmente a maior bateria de fluxo do mundo.
As VRBs apresentam enumeras vantagens relativamente às bateria Li-ion:
- são facilmente escaláveis, face as necessidades
- são não-inflamáveis
- podem ser completamente descarregadas sem que isso cause danos permanentes na sua performance a longo prazo
- têm ciclos de vida de 20 anos
- os eletrólitos que as constituem são mais facilmente recicláveis.
Graças a esta tecnologia, juntamente com outras também em desenvolvimento, estamos possivelmente no bom caminho para um futuro em que apenas dependeremos de energias renováveis.
Fontes
Imagem de destaque: crédito a CENELEST
[1] Zhaoxiang Qi and Gary M. Koenig Jr., “Review Article: Flow battery systems with solid electroactive materials“, Journal of Vacuum Science & Technology B 35, 040801 (2017)
The Future Of Energy Storage Beyond Lithium Ion
Giant Flow Batteries Could Power Your City in the Future
Basics of a Vanadium Redox Flow Battery
Vanadium Redox Flow Battery vs Lithium Battery
World’s largest battery: 200MW/800MWh vanadium flow battery – site work ongoing