As baterias de fluxo são o Santo Graal do armazenamento em rede. Eles nos deixaram armazenar energia eólica e solar para um dia chuvoso. Mas até recentemente, eles eram caros demais para terem importância.
Eles dependiam de vanádio. É raro. É volátil. É caro.
Agora, os cientistas da Queen’s University Belfast mudaram a equação. Eles construíram uma bateria de fluxo usando ferro.
O ferro está em toda parte. É barato. Isso muda o jogo.
A solução de £ 74 que poderia salvar a rede
O Dr. Hugh O’Connor estava preso. Ele estava fazendo seu doutorado. Ele precisava de uma célula de bateria de fluxo.
A opção comercial custa entre £ 2.000 e £ 3.000. Isso é uma loucura para um projeto de estudante.
Então, ele começou a impressão 3D.
Ele mexeu. Ele falhou. Ele mexeu.
Eventualmente, seu celular caseiro funcionou. Fez o trabalho. Custou quase nada.
Mas quando ele tentou compartilhar seus resultados, ele se deparou com um obstáculo. Os dados não correspondiam a outros laboratórios. Por que?
Porque todo mundo estava usando equipamentos diferentes. Partes diferentes. Diferentes métodos de montagem.
Comparar maçãs com laranjas é fácil. Comparar maçãs com maçãs é difícil.
A comunidade científica tem uma crise de reprodutibilidade. Isso retarda a inovação.
“Se quisermos todos chegar a 2.500 e atingir o zero líquido… muito mais da nossa eletricidade precisará ser armazenada em tecnologias como baterias de fluxo.”
O’Connor tinha uma cela barata e funcional. Ele poderia ter vendido. Ele poderia ter ganhado dinheiro rápido.
Seu supervisor disse que não.
Em vez disso, eles lançaram o design gratuitamente.
Agora é um padrão. O kit de bateria de fluxo QUB custa cerca de £ 74.
Inclui cerca de dez componentes. As peças impressas em 3D. A membrana. As juntas. Os eletrodos. Os atuais colecionadores.
Eles até incluíram um manual de instruções “estilo Ikea”.
O mundo seguiu as instruções.
Por que o ferro supera o vanádio no armazenamento de energia
As baterias de fluxo armazenam energia em líquidos. As baterias de íon de lítio usam eletrodos sólidos.
Esta não é apenas uma pequena diferença. É uma mudança fundamental na forma como lidamos com a densidade de potência e a segurança.
A maioria das baterias de fluxo usa eletrólitos de vanádio. O vanádio está na crosta terrestre mais do que o lítio.
Mas você não pode simplesmente desenterrá-lo facilmente. A produção está concentrada. Alguns países controlam o fornecimento. Isto cria riscos geopolíticos. Isso aumenta os preços. Isso limita a escalabilidade.
O ferro é diferente.
O ferro é abundante. É sustentável. É seguro.
Usar um eletrólito à base de ferro remove o gargalo. Ele abre as comportas para adoção generalizada.
A China construiu baterias de fluxo de vanádio em grande escala. A Escócia realizou testes. Mas o progresso global é lento. Os dados são inconsistentes.
Com o design QUB, os laboratórios em todo o mundo usam exatamente o mesmo hardware.
Isso permite pesquisas robustas e comparáveis. O Dr. Josh Bailey, Illuminate Fellow da QUB, vê isso claramente.
Padronizando a ciência para acelerar o Net Zero
A replicabilidade é o motor da ciência. Sem isso, o progresso estagna.
Ao distribuir este padrão, a QUB está ajudando cientistas de todo o mundo a conversar entre si. Eles estão usando equipamentos idênticos.
Os resultados são confiáveis. As descobertas são escalonáveis.
“Nós realmente acreditamos honestamente que as baterias de fluxo podem ser aceleradas por esses estudos de reprodutibilidade”, diz Bailey.
“Se todos usarmos os mesmos padrões… a tecnologia poderá ser implantada mais rapidamente.”
Não se trata mais apenas de teoria.
As energias renováveis estão ganhando. No ano passado, as energias renováveis geraram mais electricidade do que o carvão a nível mundial. O Reino Unido atingiu um recorde de geração renovável.
Mas ainda precisamos armazená-lo.
O vento nem sempre sopra. O sol nem sempre brilha.
Sem armazenamento acessível, desperdiçamos energia. Desligamos as turbinas quando a demanda está baixa. Nós forçamos a grade.
As baterias de fluxo resolvem isso. Eles podem sentar-se no chão. Eles podem durar décadas. Eles não se degradam como o íon de lítio.
Mas só se forem baratos. E somente se forem padrão.
Ampliação de célula única para indústria
O avanço não está apenas na química. Está no sistema.
O’Connor e Bailey estão indo além da cela única. Eles estão testando pilhas maiores.
Uma coisa é administrar a química em uma capela. Outra coisa é escalá-lo para níveis industriais.
“Você tem que ver como é depois de empilhá-los”, observa Bailey.
“A única célula, a pilha, o sistema… isso nos coloca no caminho da inovação.”
Estamos olhando para um futuro onde o armazenamento de energia será tão comum quanto o encanamento. Onde armazenamos energia excedente e a retiramos quando necessário.
Onde baterias de ferro, impressas em laboratórios e montadas em cozinhas, se tornam a espinha dorsal de uma rede líquida zero.
Tudo começou com um problema de £ 2.000.
Terminou com uma solução de £ 74.
E agora, está sendo construído em todos os lugares.
O resto é apenas engenharia. E paciência.
