Notícia

Novo tipo de material viabiliza armazenamento de energia térmica a partir de fontes renováveis de energia

Fonte

Universidade de Newcastle, Austrália

Data

quarta-feira, 18 novembro 2020 11:40

Áreas

Energia. Sustentabilidade. Tecnologias.

Um novo tipo de material para armazenamento de energia térmica poderia permitir usinas de energia totalmente sem combustíveis fósseis.

Blocos do material chamado MGA (Miscibility Gaps Alloy) são capazes de receber energia gerada por fontes renováveis de energia, armazenando-a de forma barata e segura como energia térmica, e então usando-a para operar turbinas a vapor em usinas em vez de queimar carvão.

Uma equipe de engenheiros da Universidade Newcastle, na Austrália, passou anos aperfeiçoando a inovação para armazenar energia térmica de maneira eficaz e econômica. A solução – blocos de 20 cm x 30 cm x 16 cm – pode ser adaptada para usinas de energia existentes para ajudar na transição de combustíveis fósseis para fontes renováveis. Empilháveis, os blocos modulares de MGA podem ser adicionados ou removidos para aumentar ou diminuir o sistema para atender à demanda do mercado. A tecnologia foi patenteada pela Universidade de Newcastle, na Austrália.

O Dr. Erich Kisi, professor de Engenharia Mecânica da Universidade de Newcastle e pesquisador principal, disse que a inovação permite que a energia renovável seja usada em uma solução para a transição entre combustíveis fósseis e fontes renováveis de energia, mantendo a infraestrutura existente e força de trabalho associada. “Nosso objetivo é preencher a lacuna entre a energia renovável barata e abundante, que é gerada em picos, e a capacidade de armazenar e liberar a energia a qualquer hora do dia ou da noite, para atender às necessidades do consumidor”, destacou o professor.

“Ao contrário da energia a carvão, que é regulada e controlada, a energia renovável é um desafio porque é menos previsível e inconsistente. A rede, que inclui postes e fios que você vê nas ruas que se conectam a casas e prédios, não foi projetada para receber grandes picos associados à energia renovável. Redesenhar toda a rede é simplesmente muito caro, então criamos o MGA como uma solução de armazenamento de energia de acordo com a infraestrutura existente. Tornamos a energia renovável compatível em escala de rede para que, quando o sol não brilhar ou o vento diminuir, a rede ainda forneça energia sob demanda”, destacou o professor Kisi.

Seguro e de baixo custo

O professor Erich Kisi disse que as pessoas costumam comparar o bloco MGA a uma bateria, já que ambos armazenam energia. No entanto, os blocos MGA são muito mais baratos, mais seguros, duram muito mais e são mais escaláveis ​​do que uma bateria. “Nós adquirimos ingredientes iniciais abundantes e prontamente disponíveis para nosso bloco, de modo que ele possa ser produzido a um custo muito baixo para acomodar a escala de armazenamento de energia necessária – eles são [desenvolvidos por um custo de] 10% do custo de uma bateria de lítio do mesmo tamanho, mas produzem a mesma quantidade de energia”, disse o professor Kisi.

Capaz de armazenar milhões de quilowatts-hora de energia, o professor Kisi disse que a tecnologia é superior às soluções existentes, permitindo o carregamento rápido do sistema.

“[A solução] oferece quase 100% de conversão de eletricidade em calor e o menor custo nivelado de armazenamento de eletricidade – uma medida do custo total do ciclo de vida de uma instalação em comparação com a quantidade de energia que é capaz de armazenar.”

Os blocos são feitos de material não tóxico, 100% reciclável, para que não haja risco de explosão ou combustão em ambientes perigosos.

Assista ao vídeo de apresentação da tecnologia:

Como funciona o MGA?

Feito de materiais com alta condutividade térmica, os blocos MGA funcionam armazenando energia térmica. O Dr. Kisi disse que a fonte dessa energia poderia ser o calor concentrado diretamente do sol, a eletricidade excedente na rede, a energia renovável ou mesmo o calor proveniente de um processo industrial ou calor residual.

“Os blocos MGA são feitos de dois componentes. Um componente ‘derrete’ quando aquecido para armazenar grandes quantidades de energia, e o outro atua como uma matriz, mantendo o bloco na forma sólida e incorporando as partículas de fusão”, explicou o professor Kisi.

“O processo de aquecimento, armazenamento de energia, resfriamento e recuperação de energia pode ser repetido milhares de vezes em um bloco MGA”, explicou Mark Copus, doutorando em engenharia e que trabalha no projeto.

Os blocos MGA são capazes não apenas de armazenar energia, mas também de aquecer água para gerar vapor. “Os blocos podem ser projetados com tubulação interna ou interagir com outros trocadores de calor para que, quando a água é bombeada, se forme vapor superaquecido. Muito parecido com uma central elétrica tradicional a carvão, o vapor pode ser então usado para operar turbinas e geradores ”, concluiu o professor Erich Kisi.

A equipe de pesquisadores abriu a empresa MGA Thermal e, com um financiamento de cerca de US$ 1 milhão,  está estabelecendo uma fábrica na Austrália para dimensionar a produção dos blocos modulares em níveis comerciais.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Newcastle, na Austrália.

Fonte: Universidade de Newcastle, Austrália. Imagem: Divulgação, Universidade de Newcastle, Austrália.