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O concreto, além de ser um material de construção popular, pode ser usado para armazenar energia em pilhas de cilindros de laboratório.
Em uma bancada de laboratório em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, encontra-se uma pilha de cilindros de concreto preto polidos, conectados por cabos, imersos em um líquido. Aparentemente sem muita utilidade para um observador leigo. No entanto, tudo muda quando energia é aplicada e Damian Stefaniuk aciona um interruptor.
Ao ligar o interruptor, a pilha de cilindros ganha vida, revelando a verdadeira essência da energia contida ali. A eletricidade flui pelos cabos, demonstrando a força e a potência geradas por aquele simples conjunto de materiais. É fascinante como algo tão aparentemente inerte pode se transformar em uma fonte poderosa de energia em um simples movimento de um interruptor.
Energia: O Futuro do Armazenamento de Energia
Os blocos de concreto da bancada de laboratório estão conectados a um diodo emissor de luz (LED) — e a lâmpada acende, demonstrando a potência da energia. ‘No início, eu não acreditei’, diz Stefaniuk, descrevendo a primeira vez que a luz de LED acendeu. ‘Achei que não tinha desconectado a fonte de energia externa, e por isso o LED estava ligado.’ A força da eletricidade surpreendeu a todos.
‘Foi um dia maravilhoso. Convidamos os alunos, e eu convidei professores para ver, porque no começo eles também não acreditaram que funcionasse’, compartilha Stefaniuk. A energia fluía na bancada de cilindros, revelando um potencial revolucionário.
O motivo para tanto entusiasmo? Este pedaço de concreto escuro e inócuo pode representar o futuro do armazenamento de energia. A promessa da maioria das fontes de energia renovável é o fornecimento inesgotável de energia limpa, aquela que nos é concedida pelo Sol, pelo vento e pela água. No entanto, o Sol nem sempre brilha, o vento nem sempre sopra, e a água nem sempre está disponível em abundância. Isso quer dizer que são fontes de energia intermitentes, o que, no nosso mundo moderno, sedento de energia, representa um problema.
Isso significa que precisamos armazenar essa energia em baterias. Mas as baterias dependem de materiais como o lítio, cuja oferta é muito menor do que o que seria provavelmente necessário para satisfazer a demanda gerada pelo esforço mundial para descarbonizar seus sistemas de energia e de transporte. Existem 101 minas de lítio no mundo, e os analistas econômicos são pessimistas quanto à capacidade destas minas de acompanhar a crescente demanda global. Analistas ambientais observam que a mineração de lítio utiliza muita energia e água, o que compromete os benefícios ambientais de migrar para fontes de energia renováveis. Os processos envolvidos na extração de lítio também podem, às vezes, levar ao vazamento de produtos químicos tóxicos no abastecimento de água local.
Apesar de novas reservas de lítio terem sido descobertas, a oferta finita deste material, a dependência excessiva de apenas um punhado de minas no mundo todo e seu impacto ambiental, impulsionaram a busca por materiais alternativos para baterias. É aqui que entram Stefaniuk e seu concreto. Ele e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram uma maneira de criar um dispositivo de armazenamento de energia conhecido como supercapacitor, a partir de três materiais básicos e baratos: água, cimento e uma substância parecida com fuligem, chamada negro de fumo ou negro de carbono.
Os supercapacitores são altamente eficientes no armazenamento de energia, mas diferem das baterias em alguns aspectos importantes. Eles podem recarregar muito mais rápido do que uma bateria de íon de lítio, e não sofrem os mesmos níveis de degradação no desempenho. Mas os supercapacitores também liberam rapidamente a energia que armazenam, tornando-os menos úteis em dispositivos como celulares, laptops ou carros elétricos, em que é necessário um fornecimento constante de energia durante um período prolongado de tempo.
Fonte: © G1 – Tecnologia
