ZMESC, 21/03/2024
Por Tibi Puiu
Cientistas incorporam fibras condutoras em misturas à base de cimento para transformar prédios em baterias em larga escala.
Os monótonos prédios de concreto que pontilham os horizontes de praticamente todas as cidades do mundo são o oposto da sustentabilidade. A indústria do concreto é uma grande emissora de carbono, sendo responsável por até 9% de todo o carbono de origem humana que acaba na atmosfera.
Este ônus ambiental poderia ser significativamente compensado se uma recente inovação da Universidade de Chalmers, na Suécia, der frutos. Engenheiros civis da universidade encontraram uma maneira de integrar fibras eletricamente condutoras em uma mistura à base de cimento. Com essa inovação, eles poderiam transformar lajes de concreto em baterias. Isso poderia abrir caminho para prédios que não apenas servem como abrigo, mas também alimentam nossas necessidades também.
Concreto eletrificado
A Dra. Emma Zhang e o Professor Luping Tang projetaram esta bateria recarregável à base de cimento adicionando um toque à receita clássica de concreto. Eles adicionaram fibras de carbono curtas para aumentar a condutividade e a resistência, juntamente com uma malha de fibra de carbono revestida com metal, usando ferro e níquel como ânodo e cátodo, respectivamente.
Esta não é a primeira vez que alguém tenta fazer baterias de concreto, mas este novo design é um grande avanço em termos de densidade de energia que proporciona. O desempenho do novo design é pelo menos dez vezes melhor do que demonstrações anteriores. Além disso, também é recarregável.
"Esta ideia específica que desenvolvemos - que também é recarregável - nunca foi explorada antes. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório", disse a Dra. Zhang em um comunicado à imprensa.
As baterias de concreto foram testadas no laboratório - e funcionam. No entanto, a densidade de energia não é muito impressionante. Atualmente, é apenas de 7 watthoras por metro quadrado ou 0,8 watthoras por litro. Para comparação, as baterias de íon-lítio que alimentam smartphones e veículos elétricos têm uma densidade de energia entre 250 Wh/L e 700 Wh/L.
Embora a densidade de energia seja ordens de magnitude menor do que as alternativas comerciais, ainda há valor aqui. Os prédios de concreto são enormes. Portanto, teoricamente, você poderia armazenar quantidades significativas de energia em todo o grande volume de concreto em novos prédios que poderiam incorporar este design.
Olhando além da fundação
As aplicações previstas variam desde alimentar LEDs até fornecer conexões 4G em locais remotos, e até mesmo proteger a infraestrutura de concreto contra corrosão.
"Também poderia ser combinado com painéis solares, por exemplo, para fornecer eletricidade e se tornar a fonte de energia para sistemas de monitoramento em rodovias ou pontes, onde sensores operados por uma bateria de concreto poderiam detectar fissuras ou corrosão", sugere Zhang.
No entanto, este conceito não está isento de desafios. Estender a vida útil da bateria para coincidir com a das estruturas de concreto, que podem durar até um século, e desenvolver métodos eficazes de reciclagem são obstáculos cruciais a serem superados. Apesar desses desafios, o potencial de incorporar capacidades de armazenamento de energia no material de construção mais amplamente utilizado do mundo, poderia impactar significativamente nossa abordagem às crises energéticas. Poderia transformar cada superfície de concreto em uma fonte de energia potencial.
"Estamos convencidos de que este conceito faz uma grande contribuição para permitir que os materiais de construção do futuro tenham funções adicionais, como fontes de energia renovável", conclui Tang.
Em outros lugares, engenheiros do MIT misturaram concreto negro de carbono e água para fazer supercapacitores (outro tipo de bateria), para armazenar energia na fundação de prédios.
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Fonte:https://www.zmescience.com/science/news-science/rechargeable-concrete-batteries/
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