Por BBC <\/p>\n
15\/06\/2024 06h00 Atualizado 15\/06\/2024 <\/p>\n
1 de 3 Pesquisadores do MIT descobriram como criar um dispositivo de armazenamento de energia a partir de \u00e1gua, cimento e uma subst\u00e2ncia parecida com fuligem \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n
Pesquisadores do MIT descobriram como criar um dispositivo de armazenamento de energia a partir de \u00e1gua, cimento e uma subst\u00e2ncia parecida com fuligem \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n
Numa bancada de laborat\u00f3rio em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, h\u00e1 uma pilha de cilindros de concreto preto polidos, entrela\u00e7ada por cabos, sendo banhada em um l\u00edquido. Para um observador comum, n\u00e3o parece ter muita fun\u00e7\u00e3o. At\u00e9 que Damian Stefaniuk aperta um interruptor. Os blocos de concreto est\u00e3o conectados a um diodo emissor de luz (LED, na sigla em ingl\u00eas) \u2014 e a l\u00e2mpada acende. <\/p>\n
"No in\u00edcio, eu n\u00e3o acreditei", diz Stefaniuk, descrevendo a primeira vez que a luz de LED acendeu. "Achei que n\u00e3o tinha desconectado a fonte de energia externa, e por isso o LED estava ligado." <\/p>\n
"Foi um dia maravilhoso. Convidamos os alunos, e eu convidei professores para ver, porque no come\u00e7o eles tamb\u00e9m n\u00e3o acreditaram que funcionasse." <\/p>\n
O motivo para tanto entusiasmo? Este peda\u00e7o de concreto escuro e in\u00f3cuo pode representar o futuro do armazenamento de energia. <\/p>\n
A promessa da maioria das fontes de energia renov\u00e1vel \u200b\u200b\u00e9 o fornecimento inesgot\u00e1vel de energia limpa, aquela que nos \u00e9 concedida pelo Sol, pelo vento e pela \u00e1gua. <\/p>\n
No entanto, o Sol nem sempre brilha, o vento nem sempre sopra, e a \u00e1gua nem sempre est\u00e1 dispon\u00edvel em abund\u00e2ncia. Isso quer dizer que s\u00e3o fontes de energia intermitentes, o que, no nosso mundo moderno, sedento de energia, representa um problema. <\/p>\n
Isso significa que precisamos armazenar essa energia em baterias. Mas as baterias dependem de materiais como o l\u00edtio, cuja oferta \u00e9 muito menor do que o que seria provavelmente necess\u00e1rio para satisfazer a demanda gerada pelo esfor\u00e7o mundial para descarbonizar seus sistemas de energia e de transporte. <\/p>\n
Existem 101 minas de l\u00edtio no mundo<\/a>, e os analistas econ\u00f4micos s\u00e3o pessimistas quanto \u00e0 capacidade destas minas de acompanhar a crescente demanda global. <\/p>\n Analistas ambientais observam que a minera\u00e7\u00e3o de l\u00edtio utiliza muita energia e \u00e1gua, o que compromete os benef\u00edcios ambientais de migrar para fontes de energia renov\u00e1veis. Os processos envolvidos na extra\u00e7\u00e3o de l\u00edtio tamb\u00e9m podem, \u00e0s vezes, levar ao vazamento de produtos qu\u00edmicos t\u00f3xicos no abastecimento de \u00e1gua local. <\/p>\n Apesar de novas reservas de l\u00edtio terem sido descobertas, a oferta finita deste material, a depend\u00eancia excessiva de apenas um punhado de minas no mundo todo e seu impacto ambiental, impulsionaram a busca por materiais alternativos para baterias. <\/p>\n \u00c9 aqui que entram Stefaniuk e seu concreto. Ele e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em ingl\u00eas) descobriram uma maneira de criar um dispositivo de armazenamento de energia conhecido como supercapacitor, a partir de tr\u00eas materiais b\u00e1sicos e baratos: \u00e1gua, cimento e uma subst\u00e2ncia parecida com fuligem, chamada negro de fumo ou negro de carbono<\/strong>. <\/p>\n 2 de 3
Pesquisadores vislumbram uma s\u00e9rie de aplica\u00e7\u00f5es para os supercapacitores \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n Pesquisadores vislumbram uma s\u00e9rie de aplica\u00e7\u00f5es para os supercapacitores \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n Os supercapacitores s\u00e3o altamente eficientes no armazenamento de energia, mas diferem das baterias em alguns aspectos importantes. Eles podem recarregar muito mais r\u00e1pido do que uma bateria de \u00edon de l\u00edtio, e n\u00e3o sofrem os mesmos n\u00edveis de degrada\u00e7\u00e3o no desempenho. Mas os supercapacitores tamb\u00e9m liberam rapidamente a energia que armazenam, tornando-os menos \u00fateis em dispositivos como celulares, laptops ou carros el\u00e9tricos, em que \u00e9 necess\u00e1rio um fornecimento constante de energia durante um per\u00edodo prolongado de tempo. <\/p>\n No entanto, de acordo com Stefaniuk, estes supercapacitores poderiam contribuir de forma significativa para os esfor\u00e7os de descarbonizar a economia global. "Se puder ter sua escala ampliada, esta tecnologia pode ajudar a resolver uma quest\u00e3o importante \u2014 o armazenamento de energia renov\u00e1vel", diz ele. <\/p>\n Ele e seus colegas pesquisadores do MIT e do Instituto Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada, da Universidade de Harvard, tamb\u00e9m nos EUA, vislumbram uma s\u00e9rie de aplica\u00e7\u00f5es para seus supercapacitores. <\/p>\n Uma delas poderia ser criar estradas que armazenem energia solar<\/a>, e depois liber\u00e1-la para recarregar (sem fio) carros el\u00e9tricos, enquanto passam pela estrada. A r\u00e1pida libera\u00e7\u00e3o de energia do supercapacitor de cimento-carbono permitiria que os ve\u00edculos dessem uma carga r\u00e1pida em suas baterias. <\/p>\n Outra aplica\u00e7\u00e3o seria em funda\u00e7\u00f5es de casas que armazenam energia. <\/p>\n "Ter paredes, funda\u00e7\u00f5es ou colunas que atuem n\u00e3o s\u00f3 no suporte de uma estrutura, mas tamb\u00e9m no armazenamento de energia dentro delas", diz Stefaniuk. <\/p>\n Mas ainda \u00e9 cedo. Por enquanto, o supercapacitor de concreto \u00e9 capaz de armazenar pouco menos de 300 watts-hora por metro c\u00fabico \u2014 o suficiente para abastecer uma l\u00e2mpada LED de 10 watts por 30 horas. <\/p>\n A produ\u00e7\u00e3o de energia "pode \u200b\u200bparecer baixa em compara\u00e7\u00e3o com baterias convencionais, [mas] uma funda\u00e7\u00e3o com de 30 a 40 metros c\u00fabicos de concreto, pode ser suficiente para atender \u00e0s necessidades di\u00e1rias de energia de uma casa residencial", explica Stefaniuk. <\/p>\n "Dado o uso generalizado de concreto em todo o mundo, este material tem potencial para ser altamente competitivo e \u00fatil no armazenamento de energia."<\/p>\n Stefaniuk e seus colegas do MIT comprovaram inicialmente este conceito criando supercapacitores de 1 volt do tamanho de uma moeda, a partir do material, antes de conect\u00e1-los em s\u00e9rie para fornecer energia a um LED de 3 volts. Desde ent\u00e3o, eles aumentaram a escala para produzir um supercapacitor de 12 volts. Stefaniuk tamb\u00e9m conseguiu usar vers\u00f5es maiores do supercapacitor para abastecer um console de games port\u00e1til. <\/p>\n E a equipe de pesquisa est\u00e1 planejando agora construir vers\u00f5es maiores, incluindo uma de at\u00e9 45 metros c\u00fabicos de tamanho, que seria capaz de armazenar cerca de 10 kWh de energia, que seria o necess\u00e1rio para abastecer uma casa por um dia. <\/p>\n O supercapacitor funciona devido a uma propriedade incomum do negro de carbono \u2014 ele \u00e9 altamente condutor. Isso significa que quando o material \u00e9 combinado com p\u00f3 de cimento e \u00e1gua, forma-se um tipo de concreto repleto de redes de material condutor, assumindo uma forma que lembra ra\u00edzes min\u00fasculas ramificadas. <\/p>\n Os capacitores s\u00e3o formados por duas placas condutoras com uma membrana entre elas. Neste caso, ambas as placas s\u00e3o feitas de cimento de negro de carbono, que foram embebidas em um sal eletrol\u00edtico chamado cloreto de pot\u00e1ssio. <\/p>\n Quando uma corrente el\u00e9trica foi aplicada \u00e0s placas embebidas em sal, as placas carregadas positivamente acumularam \u00edons carregados negativamente do cloreto de pot\u00e1ssio. E como a membrana impedia a troca de \u00edons carregados entre as placas, a separa\u00e7\u00e3o das cargas criou um campo el\u00e9trico. <\/p>\n Como os supercapacitores podem acumular grandes quantidades de carga muito r\u00e1pido, isso poderia tornar os dispositivos \u00fateis para armazenar o excesso de energia produzido por fontes renov\u00e1veis \u200b\u200bintermitentes, como a energia e\u00f3lica e solar. <\/p>\n Isto reduziria a press\u00e3o sobre a rede de abastecimento de energia nos momentos em que o vento n\u00e3o sopra e o Sol n\u00e3o brilha. Como diz Stefaniuk: "Um exemplo simples seria uma casa fora da rede de abastecimento, abastecida por pain\u00e9is solares: usando energia solar diretamente durante o dia, e a energia armazenada nas funda\u00e7\u00f5es, por exemplo, durante a noite". <\/p>\n Os supercapacitores n\u00e3o s\u00e3o perfeitos. As vers\u00f5es existentes descarregam rapidamente, e n\u00e3o s\u00e3o ideais para uma produ\u00e7\u00e3o constante, que seria necess\u00e1ria para abastecer uma casa ao longo do dia. Stefaniuk diz que ele e seus colegas est\u00e3o trabalhando em uma solu\u00e7\u00e3o que permitiria refinar sua vers\u00e3o de cimento-carbono ajustando a mistura, mas eles s\u00f3 v\u00e3o divulgar os detalhes ap\u00f3s finalizarem os testes e publicarem um artigo. <\/p>\n 3 de 3
Os pesquisadores do MIT est\u00e3o trabalhando para aumentar a escala do supercapacitor de cimento-carbono para que ele possa ser usado em diversas aplica\u00e7\u00f5es diferentes \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n Os pesquisadores do MIT est\u00e3o trabalhando para aumentar a escala do supercapacitor de cimento-carbono para que ele possa ser usado em diversas aplica\u00e7\u00f5es diferentes \u2014 Foto: Getty Images via BBC <\/p>\n Pode haver ainda outros obst\u00e1culos a serem superados \u2014 adicionar mais negro de carbono permite que o supercapacitor resultante armazene mais energia, mas tamb\u00e9m torna o concreto um pouco mais fr\u00e1gil. Os pesquisadores dizem que seria necess\u00e1rio encontrar a combina\u00e7\u00e3o ideal de negro de carbono para qualquer uso que pressuponha uma fun\u00e7\u00e3o estrutural, assim como de armazenamento de energia. <\/p>\n E embora os supercapacitores de cimento-carbono possam ajudar a reduzir nossa depend\u00eancia de l\u00edtio, eles t\u00eam seu pr\u00f3prio impacto ambiental. A produ\u00e7\u00e3o de cimento \u00e9 respons\u00e1vel por de 5% a 8% das emiss\u00f5es de di\u00f3xido de carbono provenientes da atividade humana a n\u00edvel mundial, e o cimento-carbono necess\u00e1rio para os supercapacitores teria que ser fabricado na hora, em vez de ser reaproveitado de estruturas existentes. <\/p>\n No entanto, parece ser uma inova\u00e7\u00e3o promissora, diz Michael Short, que lidera o Centro de Engenharia Sustent\u00e1vel da Universidade de Teesside, no Reino Unido. A pesquisa, segundo ele, "abre muitos poss\u00edveis caminhos interessantes em torno da utiliza\u00e7\u00e3o do pr\u00f3prio ambiente constru\u00eddo como meio de armazenamento de energia". <\/p>\n "Como os materiais tamb\u00e9m s\u00e3o comuns, e a fabrica\u00e7\u00e3o relativamente simples, isso oferece uma \u00f3tima indica\u00e7\u00e3o de que esta abordagem deve ser mais investigada, e pode potencialmente ser uma parte muito \u00fatil da transi\u00e7\u00e3o para um futuro mais limpo e sustent\u00e1vel."<\/p>\n Mas v\u00e3o ser necess\u00e1rias mais pesquisas para migrar tudo isso do laborat\u00f3rio para o mundo real. <\/p>\n "Muitas vezes, novas descobertas s\u00e3o problem\u00e1ticas quando se considera passar de uma escala reduzida, de laborat\u00f3rio, para uma implementa\u00e7\u00e3o mais ampla, em maior escala e volume. Isso pode ser devido a complexidades na fabrica\u00e7\u00e3o, \u00e0 escassez de recursos ou, \u00e0s vezes, \u00e0 f\u00edsica ou qu\u00edmica subjacente. Propriedades desej\u00e1veis que ocorrem em escalas menores podem ser reduzidas ou at\u00e9 mesmo desaparecer quando s\u00e3o feitas tentativas para aument\u00e1-las." <\/p>\n Mas pode haver uma maneira de resolver o problema ambiental do cimento, acrescenta Short. Seus colegas da Universidade de Teesside j\u00e1 est\u00e3o trabalhando em um cimento de baixa emiss\u00e3o, feito a partir de produtos derivados das ind\u00fastrias sider\u00fargica e qu\u00edmica. <\/p>\n Projetos como o do cimento de baixa emiss\u00e3o e do concreto para armazenamento de energia aumentam a perspectiva de um futuro em que nossos escrit\u00f3rios, estradas e casas v\u00e3o desempenhar um papel significativo num mundo abastecido por energia limpa. <\/p>\n Leia a <\/strong>vers\u00e3o original desta reportagem<\/strong><\/a> (em ingl\u00eas) no site <\/strong>BBC Future<\/strong><\/a>.<\/strong> <\/p>\n Empresa usa impressora 3D para construir casa de dois andares <\/p>\n Veja tamb\u00e9m<\/p>\n<\/p>\n<\/p>\n Anterior Pr\u00f3ximo <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" O cimento que pode transformar sua casa numa bateria gigante O concreto talvez seja o material de constru\u00e7\u00e3o mais utilizado no mundo \u2014 e, com alguns retoques, tamb\u00e9m poderia ajudar a abastecer nossas casas. Por BBC 15\/06\/2024 06h00 Atualizado 15\/06\/2024 1 de 3
Pesquisadores do MIT descobriram como criar um dispositivo de armazenamento de energia a […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[],"class_list":["post-62237","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62237","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=62237"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62237\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":62240,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/62237\/revisions\/62240"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=62237"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=62237"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.corretoraideal.com.br\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=62237"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}\n
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