Já imaginou como serão os materiais de construção do futuro?
Agora imagine também um edifício inteiro de concreto de vinte andares que pode armazenar energia como uma bateria gigante.
É esse o objetivo de uma pesquisa recente da Universidade de Tecnologia Chalmers, da Suécia. Os pesquisadores, do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil, publicaram recentemente um artigo delineando um novo conceito para baterias recarregáveis feitas de cimento.
O conceito do material envolve primeiro uma mistura à base de cimento, com pequenas quantidades de fibras de carbono adicionadas para aumentar a condutividade e a tenacidade à flexão. Depois disso, a mistura também recebe uma malha de fibra de carbono revestida de metais: ferro para o ânodo e níquel para o cátodo (para simular os materiais de uma bateria tradicional).
Depois de muita experimentação, este é o protótipo que os pesquisadores agora apresentam, que, por enquanto, está em escala de laboratório: uma bateria recarregável à base de cimento com uma densidade de energia média de 7 watts por metro quadrado.
Essa densidade de energia que o estudo mostra ainda é baixa em comparação com as baterias comerciais. No entanto, essa limitação pode ser superada graças ao grande volume no qual a bateria pode ser construída quando usada em edifícios.
Possíveis utilidades
O fato de a bateria ser recarregável é sua qualidade mais importante, e as possibilidades de utilização se o conceito for desenvolvido e comercializado são quase surpreendentes.
Os pesquisadores veem aplicações que podem variar desde alimentar LEDs, fornecer conexões 4G em áreas remotas ou proteção catódica contra corrosão em infraestrutura de concreto.
“Além disso, também poderia ser acoplado a painéis de células 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 rachaduras ou corrosão”, sugere Emma Zhang, uma das pesquisadoras.
Desafios
A ideia ainda está em estágio inicial. As questões técnicas que ainda precisam ser resolvidas antes que a comercialização da técnica seja uma realidade incluem a extensão da vida útil da bateria e o desenvolvimento de técnicas de reciclagem.
“Como a infraestrutura de concreto geralmente é construída para durar cinquenta ou até cem anos, as baterias precisariam ser refinadas para corresponder a isso, ou para serem mais fáceis de trocar e reciclar quando sua vida útil terminar. Por enquanto, isso oferece um grande desafio do ponto de vista técnico “, diz Emma Zhang.
Mas os pesquisadores estão esperançosos de que sua inovação tenha muito a oferecer.
“Estamos convencidos de que este conceito é uma grande contribuição para permitir que os materiais de construção do futuro tenham funções adicionais, como fontes de energia renováveis”, conclui Luping Tang, também responsável pela pesquisa.
Fontes:
Emma Qingnan Zhang, Luping Tang. Rechargeable Concrete Battery. Buildings, 2021.
Science News. Rechargeable cement-based batteries. Sciencedaily. Maio, 2021.