A extração de eletricidade da diferença de salinidade entre rios e oceanos sempre despertou grande interesse como uma fonte de energia limpa, renovável e praticamente inesgotável. Enquanto as baterias de íons de lítio dominam o mercado atualmente, a criação de baterias osmóticas, especialmente as de íons de sódio, tem sido um desafio complexo.
Contudo, pesquisadores liderados por Zhijiang Xie da Universidade Agrícola de Anhui, na China, apresentaram um novo protótipo de bateria osmótica que oferece uma densidade de energia notavelmente superior, trazendo novas esperanças para a viabilidade comercial desta tecnologia.
- Veja também: Harvard desenvolve metafluido programável
O segredo reside na membrana de eletrodiálise reversa (MER), o elemento-chave das baterias osmóticas. Essas membranas funcionam como uma espécie de “bateria de sal”, aproveitando os gradientes de sal entre a água do mar e a água doce dos rios para gerar eletricidade. Para otimizar esse processo, é essencial que a membrana possua baixa resistência elétrica e facilite tanto o fluxo de íons quanto o transporte de elétrons.
Os pesquisadores desenvolveram uma membrana semipermeável que atende a esses requisitos, utilizando materiais ecologicamente corretos, possibilitando sua aplicação direta em estuários, onde a exploração comercial deste conceito é viável.
O protótipo de membrana MER possui canais separados para o transporte de íons e elétrons. Essa abordagem inovadora, que consiste em um hidrogel de celulose (com carga negativa para o transporte de íons) entre camadas de um polímero orgânico condutor chamado polianilina (com carga negativa para o transporte de elétrons), resultou em maior condutividade iônica e menor resistividade eletrônica em comparação com as membranas convencionais.
Testes realizados em um ambiente simulado de estuário demonstraram que o protótipo alcançou uma densidade de potência de saída 2,34 vezes maior do que as membranas MER comerciais, mantendo um desempenho estável ao longo de 16 dias de operação contínua.
Em um teste de escala de laboratório, um conjunto de baterias de íons de sódio foi montado utilizando 20 dessas membranas MER. Este arranjo alcançou uma tensão de 2,2 volts e uma densidade de potência de saída de 11,7 W m-2, mantendo um desempenho consistente de 10,9 W m-2 após 16 dias de operação.
Esses avanços representam um passo significativo em direção à viabilidade comercial das baterias osmóticas, oferecendo uma fonte de energia renovável de alta densidade, sustentável e praticamente inesgotável.
Fonte: Inovação Tecnológica
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! 😉
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.
Sigam o A Ciência do Universo no Instagram! @cienciasdouniverso 🔭