Agenda da Energia: Novas tecnologias de armazenamento de energia

Desde telemóveis a auscultadores, carros a computadores, máquinas de barbear a relógios, berbequins a aspiradores e até barcos gigantes, muitas ferramentas e veículos alimentados por energia elétrica tornaram-se partes indispensáveis da vida.

A crescente utilização da tecnologia e a crescente necessidade de tecnologias sem fios criam a necessidade de armazenamento de mais energia e da sua utilização durante mais tempo e de forma mais segura.

Por esta razão, todos os dias, os cientistas trabalham arduamente para desenvolver tecnologias que possam armazenar mais energia.

Atualmente, as pilhas recarregáveis estão normalmente divididas em 3 tipos principais, de acordo com a química da pilha. Os tipos de pilhas recarregáveis são as de níquel-hidreto metálico, as de níquel-cádmio e as de iões de lítio.

Os estudos realizados para adaptar as baterias às tecnologias em constante evolução e para atingir capacidades de armazenamento que permitam uma utilização mais prolongada contribuem para a funcionalidade de quase todas as tecnologias.

Para além das capacidades das baterias e dos sistemas de armazenamento de energia de nova geração, o objetivo é aumentar a sua sustentabilidade, e que sejam simultaneamente seguros e amigos do ambiente. Neste domínio, soluções alternativas e seguras que possam substituir matérias-primas com possibilidades de produção limitadas, como os elementos de terras raras, visam reduzir os custos para níveis acessíveis a todos no mercado de produtos de armazenamento de energia em desenvolvimento.

Algumas das tecnologias de armazenamento de energia da nova geração, que podem ser carregadas em segundos, podem ser recicladas sem prejudicar o ambiente e até oferecem uma utilização vitalícia, começaram a ocupar o seu lugar no mercado global.

As baterias desempenham um papel importante nos objectivos de carbono zero estabelecidos pelos países para os próximos anos. Muitos países, como a Türkiye, pretendem abandonar completamente a utilização de combustíveis fósseis muito rapidamente, de acordo com os seus objetivos de “emissões zero”.

Graças aos desenvolvimentos tecnológicos dos últimos anos, prevê-se que o mercado global de baterias atinja 310,8 mil milhões de dólares até 2027. As baterias de chumbo-ácido, de iões de lítio e de níquel representam 95% do mercado. Enquanto a quota de mercado das baterias de iões de lítio era de 44,2 mil milhões de dólares em 2020, espera-se que esta quota atinja 94,4 mil milhões de dólares até 2025.

De acordo com o relatório “Recentes desenvolvimentos nas tecnologias de armazenamento de energia” do STM ThinkTech, existem muitos estudos dedicados às tecnologias de armazenamento de energia que diferem completamente dos três tipos básicos de baterias.

Os investigadores da Universidade de Chalmers, na Suécia, estão a tentar desenvolver uma bateria de cimento que pode armazenar 10 vezes mais energia do que as anteriores estruturas. Esta tecnologia, que tem o potencial de transformar as casas do futuro numa bateria gigante, funciona através da colocação de fibras de carbono curtas numa mistura à base de cimento.

Embora a investigação, que ainda está numa fase muito inicial, mostre que a tecnologia das baterias de cimento não pode armazenar energia suficiente nesta fase, a investigação sobre esta matéria continua.

Está a ser realizado outro estudo sobre as tecnologias de baterias de grafeno. Especialmente as empresas de Taiwan e dos EUA estão a investir fortemente na tecnologia do grafeno.

No entanto, independentemente do estudo, todos os cientistas estão a esforçar-se por desenvolver tecnologias de baterias que possam carregar em menos tempo e fornecer energia durante mais tempo.

A maior oportunidade para o desenvolvimento de tecnologias de baterias é o facto de os veículos elétricos, que se generalizaram nos últimos anos, começarem a ser vistos cada vez mais nas estradas todos os dias.

A duração da utilização, a velocidade e a potência dos veículos eléctricos são determinadas pela tecnologia das baterias. Por este motivo, a eficiência e o desempenho das baterias são considerados o problema mais importante para a utilização generalizada dos veículos eléctricos.

As baterias utilizadas nos veículos elétricos dividem-se basicamente em três tipos principais. São elas as baterias de chumbo-ácido, as baterias de níquel-hidreto metálico e as baterias de iões de lítio.

Cada tipo de bateria tem vantagens e desvantagens diferentes. As baterias de iões de lítio são conhecidas por serem mais leves e duradouras, enquanto as baterias de chumbo-ácido são mais económicas.

O maior objetivo dos cientistas é aumentar a autonomia dos veículos para milhares de quilómetros, produzindo baterias de elevada capacidade.