Projeto

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Conheça o projeto BluEnergy

Conceção e Desenvolvimento de Pilhas de Escoamento Redox de Baixo Custo e Elevada Longevidade e Respetivo Processo Produtivo

Contexto

O modelo histórico de desenvolvimento económico, assente no consumo intensivo de energia proveniente de combustíveis fósseis, em combinação com as estratégias territoriais que concentram a maioria da população em áreas urbanas, coloca importantes desafios energéticos ao desenvolvimento das cidades do futuro. As áreas urbanas consomem, direta e indiretamente, entre 67 % e 76 % da energia global e geram cerca de três quartos das emissões mundiais de carbono. As cidades têm, por isso, um papel nuclear na resposta aos desafios que se colocam ao futuro do sector energético e ao sucesso das estratégias de descarbonização.

Uma dessas estratégias passa pelo desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de energia. De facto, a exploração deste sector permitirá endereçar um conjunto de problemas evidentes no contexto atual do sistema energético, nomeadamente:

Acrescentar valor económico às diferentes formas de energia renovável, aumentando a sua característica determinística de disponibilidade de fornecimento de potência à rede, garantindo um planeamento mais cuidado dos recursos energéticos ao nível da produção centralizada e da produção distribuída;

Retardar ou evitar investimentos na geração, transmissão e distribuição de energia;

Melhorar a resposta dinâmica a solicitações de potência da rede, contribuindo para uma maior estabilidade da rede, uma maior qualidade da energia e uma redução das perdas na rede pela redução das necessidades em energia reativa;

Assegurar funções primárias de suporte à rede e, de forma coordenada com os demais sistemas de controlo da rede, garantir um aumento significativo da fiabilidade e qualidade de serviço.

O que é uma bateria de escoamento redox?

As baterias de escoamento redox (RFB) são um tipo de bateria que difere de outros tipos de bateria. É composta por dois tanques cheios de eletrólito e a chamada pilha. A pilha é composta por várias células, cada uma com uma moldura de escoamento, prato bipolar, elétrodo e uma membrana. O número e o tamanho das células da pilha dependem da potência necessária. O tamanho dos tanques determina a capacidade de uma bateria. O fluido nos dois tanques atuam como cátodo (eletrólito positivo) e ânodo (eletrólito negativo), tal como numa bateria normal.

O cátodo e o ânodo podem consistir no mesmo tipo ou em diferentes tipos de solução com propriedades elétricas relativamente altas. Além disso, os eletrólitos numa bateria de escoamento redox têm diferentes níveis de oxidação possíveis, propriedade química crucial para o armazenamento de energia.

Como funciona uma bateria de escoamento redox?

  • Uma bateria de escoamento redox (RFB) possui dois tanques separados, um contendo o eletrólito positivo e o outro o eletrólito negativo. Ambos os eletrólitos consistem em um ou mais elementos eletroativos solubilizados numa solução.
  • A pilha é o coração de uma bateria. Cada pilha possui várias células. Cada célula é dividida em duas câmaras separadas por uma membrana, através da qual os iões podem passar. Cada câmara inclui um elétrodo positivo ou negativo. Os dois eletrólitos são bombeados para as células (cada um em um lado da célula) e devolvidos aos tanques.
  • O número e área das células da pilha dependem da potência necessária. O tamanho dos tanques determina a capacidade de uma determinada bateria.
  • A corrente (ex. de painéis fotovoltaicos) é alimentada para os elétrodos das células, onde move os elétrões do eletrólito positivo para o negativo, carregando a bateria conforme o líquido flui de volta para o tanque. Durante a alta, esse processo é então revertido.