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Aug 20, 2023

Do conceito à realidade: o desenvolvimento do fundido

Do conceito à realidade: o desenvolvimento da tecnologia de baterias de sal fundido O mundo está em rápida transição para fontes de energia renováveis, como a energia solar e eólica, para atender à crescente demanda

Do conceito à realidade: o desenvolvimento da tecnologia de baterias de sal fundido

O mundo está a transitar rapidamente para fontes de energia renováveis, como a energia solar e a eólica, para satisfazer a procura cada vez maior de electricidade e para combater as alterações climáticas. No entanto, a natureza intermitente destas fontes de energia exige o desenvolvimento de soluções de armazenamento de energia eficientes e económicas. Uma tecnologia promissora que vem ganhando força nos últimos anos é a bateria de sal fundido, que oferece inúmeras vantagens em relação às tecnologias de baterias convencionais, como baterias de íon-lítio e baterias de chumbo-ácido.

As baterias de sal fundido, também conhecidas como baterias de metal líquido, são um tipo de bateria de alta temperatura que usa sais fundidos como eletrólito. O conceito de baterias de sal fundido remonta à década de 1960, quando pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge, nos Estados Unidos, começaram a explorar o potencial do uso de sais fundidos em baterias para armazenamento de energia. No entanto, foi apenas no início da década de 2000 que o interesse nesta tecnologia foi reacendido, principalmente devido à crescente necessidade de soluções de armazenamento de energia em grande escala para integração de energias renováveis.

O princípio básico por trás das baterias de sal fundido é o uso de dois eletrodos de metal líquido imiscíveis separados por um eletrólito de sal fundido. Os eletrodos são normalmente feitos de metais com diferentes potenciais eletroquímicos, como magnésio e antimônio, enquanto o eletrólito é geralmente uma mistura de sais de metais alcalinos, como cloreto de lítio e cloreto de potássio. Quando a bateria está carregada, a reação eletroquímica entre os eletrodos e o eletrólito faz com que o metal menos reativo se dissolva no eletrólito e o metal mais reativo se fixe no eletrodo negativo. Durante a descarga, ocorre a reação inversa, liberando energia elétrica.

Uma das principais vantagens das baterias de sal fundido é a sua capacidade de operar em altas temperaturas, normalmente entre 400 e 700 graus Celsius. Esta operação em alta temperatura permite uma reação eletroquímica mais rápida e eficiente, resultando em densidades de energia e capacidades de energia mais altas em comparação com baterias convencionais. Além disso, o uso de eletrodos e eletrólitos líquidos elimina a necessidade de separadores sólidos e coletores de corrente, que podem se degradar com o tempo e limitar o ciclo de vida das baterias tradicionais.

Além disso, as baterias de sal fundido são inerentemente mais seguras do que outras tecnologias de bateria, pois a alta temperatura operacional evita a formação de dendritos, que podem causar curtos-circuitos e fuga térmica em baterias de íons de lítio. Além disso, os materiais utilizados nas baterias de sal fundido são abundantes e relativamente baratos, tornando-as uma opção atraente para aplicações de armazenamento de energia em larga escala.

Apesar dessas vantagens, ainda existem vários desafios que precisam ser enfrentados antes que as baterias de sal fundido possam se tornar uma solução convencional de armazenamento de energia. Um dos principais obstáculos é o desenvolvimento de materiais e designs adequados que possam suportar as altas temperaturas e a natureza corrosiva dos sais fundidos. Os pesquisadores estão atualmente explorando várias abordagens para superar esse problema, como o uso de cerâmicas avançadas e metais refratários para a construção de componentes de baterias.

Outro desafio é a eficiência energética relativamente baixa das baterias de sal fundido, que normalmente fica em torno de 70 a 80 por cento. Isto se deve principalmente às altas perdas térmicas associadas à operação em alta temperatura da bateria. Para melhorar a eficiência energética, os pesquisadores estão investigando métodos para reduzir a temperatura de operação da bateria sem comprometer seu desempenho, como o uso de misturas de sais eutéticos com pontos de fusão mais baixos.

Em conclusão, a tecnologia das baterias de sal fundido percorreu um longo caminho desde a sua criação na década de 1960, e os recentes avanços na ciência e engenharia dos materiais aproximaram-na de se tornar uma solução viável de armazenamento de energia em grande escala. À medida que a investigação continua a abordar os desafios restantes, é provável que as baterias de sal fundido desempenhem um papel crucial na transição global para fontes de energia renováveis ​​e para um futuro mais sustentável.