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PRIMEIRO CONCEITO MUNDIAL PARA BATERIAS RECARREGÁVEIS À BASE DE CIMENTO

A necessidade cada vez maior de materiais de construção sustentáveis ​​apresenta grandes desafios para os pesquisadores. A Dra. Emma Zhang, ex-integrante da Chalmers University of Technology, na Suécia, juntou-se ao grupo de pesquisa do professor Luping Tang há vários anos para pesquisar os materiais de construção do futuro. Juntos, eles agora tiveram sucesso no desenvolvimento de um conceito pioneiro para uma bateria recarregável à base de cimento.

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Imagem: YEN STRANDQVIST / CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Imagine um edifício inteiro de concreto de 20 andares que pode armazenar energia como uma bateria gigante. Graças à pesquisa exclusiva da Chalmers University of Technology, na Suécia, tal visão um dia poderá se tornar realidade. Pesquisadores do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil publicaram recentemente um artigo delineando um novo conceito para baterias recarregáveis ​​- feitas de cimento.

O conceito envolve primeiro uma mistura à base de cimento, com pequenas quantidades de fibras curtas de carbono adicionadas para aumentar a condutividade e a tenacidade à flexão. Então, embutida na mistura está uma malha de fibra de carbono revestida de metal - ferro para o ânodo e níquel para o cátodo. Depois de muita experimentação, este é o protótipo que os pesquisadores agora apresentam.

"Os resultados de estudos anteriores investigando a tecnologia de bateria de concreto mostraram um desempenho muito baixo, então percebemos que tínhamos que pensar fora da caixa, para chegar a outra maneira de produzir o eletrodo. Esta ideia particular que desenvolvemos - que também é recarregável - nunca foi explorado antes. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório ", explica Emma Zhang.

A pesquisa de Luping Tang e Emma Zhang produziu uma bateria recarregável à base de cimento com uma densidade de energia média de 7 watts por metro quadrado (ou 0,8 watts por litro). A densidade de energia é usada para expressar a capacidade da bateria, e uma estimativa modesta é que o desempenho da nova bateria Chalmers poderia ser mais de dez vezes o das tentativas anteriores de baterias de concreto. A densidade de energia ainda é baixa em comparação com as baterias comerciais, mas essa limitação pode ser superada graças ao grande volume no qual a bateria pode ser construída quando usada em edifícios.


Uma chave potencial para resolver problemas de armazenamento de energia


O fato de a bateria ser recarregável é sua qualidade mais importante, e as possibilidades de utilização se o conceito for desenvolvido e comercializado são quase surpreendentes. O armazenamento de energia é uma possibilidade óbvia, o monitoramento é outra. Os pesquisadores veem aplicações que podem variar desde alimentar LEDs, fornecer conexões 4G em áreas remotas ou proteção catódica contra corrosão em infraestrutura de concreto.

“Também poderia ser acoplado a painéis de células solares, por exemplo, para fornecer eletricidade e se tornar a fonte de energia para sistemas de monitoramento em rodovias ou pontes, onde sensores operados por uma bateria de concreto poderiam detectar rachaduras ou corrosão”, sugere Emma Zhang.

O conceito de utilizar estruturas e edifícios desta forma pode ser revolucionário, pois ofereceria uma solução alternativa para a crise energética, ao disponibilizar um grande volume de armazenamento de energia.

O concreto, que é formado pela mistura de cimento com outros ingredientes, é o material de construção mais usado no mundo. Do ponto de vista da sustentabilidade, está longe de ser o ideal, mas o potencial de adicionar funcionalidade pode oferecer uma nova dimensão. Comentários de Emma Zhang:

“Temos uma visão que no futuro esta tecnologia poderá permitir seções inteiras de edifícios de vários andares feitos de concreto funcional. Considerando que qualquer superfície de concreto poderia ter uma camada deste eletrodo embutida, estamos falando de enormes volumes de concreto funcional”. Publicação completa aqui


O projeto de pesquisa foi financiado pela Agência Sueca de Energia (Energimyndigheten)


Acesse o artigo aqui




Fontes/Créditos

AAAS e EurekAlert

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/cuot-wfc051721.php


CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY


Para mais informações entre em contato:

Luping Tang Professor do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil, Chalmers University of Technology tang.luping@chalmers.se +46 31 772 2305


Emma Zhang Doctor, ex-integrante do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil da Chalmers University of Technology, agora é Cientista Sênior de Desenvolvimento na Delta da Suécia. emma@deltaofsweden.com +46 768 80 35 33


Por EurekAlert


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