Instituto de Física Química de Dalian, China, desenvolve sistema de bateria de fluxo de zinco-bromo de 250 kWh

De acordo com pt.wedoany.com-A equipa do investigador Li Xianfeng e do investigador Yuan Zhizhang do Departamento de Investigação em Tecnologia de Armazenamento de Energia (DNL 17) do Instituto de Física Química de Dalian desenvolveu um sistema de bateria de fluxo de zinco-bromo de 250 kWh, que foi ligado à rede no Instituto de Inovação em Energia Limpa de Yulin, da Academia Chinesa de Ciências. O sistema é composto por tanques de armazenamento de eletrólito, stacks de células e módulo de controlo de potência. A energia total de descarga projetada é de 250 kWh, tendo a energia de descarga real atingido 259,2 kWh, com uma densidade de energia superior a 60 Wh/L (calculada com base no volume total de eletrólito em ambos os lados).

O sistema utiliza stacks de alta capacidade superficial de 50 kWh e um novo eletrólito de alta estabilidade desenvolvidos pela equipa, em colaboração com a equipa do investigador Zeng Peng e do investigador de projeto Cui Shijie do Instituto de Automação de Shenyang, da Academia Chinesa de Ciências. Através de um design de controlo eletrónico inteligente que avalia o estado de funcionamento da bateria em tempo real, foi alcançado o equilíbrio adaptativo e o controlo independente dos stacks, resolvendo o problema técnico da fraca consistência de tensão em múltiplos stacks ligados em série e aumentando a fiabilidade do sistema.

A tecnologia de armazenamento de energia por bateria de fluxo de zinco-bromo apresenta vantagens como alta segurança, baixo custo do eletrólito e elevada densidade de energia, tendo boas perspetivas de aplicação no domínio do armazenamento distribuído de energia. No entanto, a sua aplicação em larga escala ainda enfrenta problemas de eficiência e fiabilidade decorrentes da dificuldade em controlar o processo de deposição de zinco no ânodo, da difusão de bromo no cátodo e da baixa cinética de reação dos elétrodos.

O Departamento de Investigação em Tecnologia de Armazenamento de Energia do Instituto de Física Química de Dalian insiste em dar igual importância à investigação fundamental e à investigação aplicada. Através da construção de vias de acoplamento reação-transporte de massa em múltiplas escalas e da regulação dos processos de transferência de calor e massa na interface membrana-elétrodo, foi alcançada a otimização sinérgica da distribuição do campo de fluxo e do campo elétrico na interface, promovendo a deposição uniforme de zinco e o aumento da capacidade superficial (J. Am. Chem. Soc., 2025; Angew. Chem. Int. Ed., 2025; Energy Environ. Sci., 2024). Foi estabelecida uma teoria de regulação por engenharia molecular da estrutura de solvatação, resolvendo os problemas de corrosão e autodescarga dos materiais da bateria causados pelo bromo no cátodo (Adv. Mater., 2020), conseguindo-se assim melhorias na estabilidade de ciclagem e na densidade de energia da bateria. Em combinação com o design estrutural do stack, a equipa desenvolveu um stack de bateria de fluxo de zinco-bromo de 50 kWh.

O desenvolvimento do sistema de bateria de fluxo de zinco-bromo de 250 kWh estabelece as bases para a integração e promoção de sistemas de bateria de fluxo de zinco-bromo à escala de MW ou superior, contribuindo para o avanço da tecnologia de armazenamento de energia por bateria de fluxo do lado do utilizador. O trabalho acima referido recebeu apoio de projetos especiais da Academia Chinesa de Ciências, do Projeto Especial de Ciência e Tecnologia para a Revolução Energética do Instituto de Inovação em Energia Limpa de Yulin, entre outros.