Eletrodos impressos em 3D da Universidade de Waterloo, no Canadá, aumentam desempenho de baterias de fluxo em 52%

De acordo com pt.wedoany.com-A equipe de pesquisa da Universidade de Waterloo, no Canadá, utilizou a tecnologia de impressão 3D para redesenhar o componente central das baterias de fluxo redox (Redox Flow Batteries, RFBs), fabricando uma estrutura de eletrodo poroso. Testes laboratoriais mostraram que essa estrutura apresenta um aumento de 52% no desempenho em comparação com projetos tradicionais.

A pesquisa foi liderada pelo professor de engenharia química da universidade, Maxime van der Heijden. A equipe adotou a geometria de superfícies mínimas triplamente periódicas (TPMS) para controlar com mais precisão o caminho do fluxo do eletrólito líquido dentro da bateria, garantindo que ele alcance a superfície do eletrodo onde ocorrem as reações de armazenamento de energia. Os pesquisadores fabricaram os corpos de prova em uma impressora 3D de processamento digital de luz e, em seguida, submeteram as peças impressas a um tratamento térmico, convertendo-as em eletrodos de carbono com capacidade condutora.

Ao comparar diversas configurações de TPMS, o estudo descobriu que a configuração "diamante" apresentou o melhor desempenho. Diferentemente das baterias tradicionais, que armazenam energia em materiais sólidos, as baterias de fluxo armazenam energia em eletrólitos líquidos contidos em tanques externos e utilizam produtos químicos à base de água, sem envolver os materiais inflamáveis presentes nas baterias de íons de lítio. Aumentar o volume dos tanques permite expandir a escala de armazenamento de energia. Van der Heijden afirmou que, considerando que cada vez mais eletricidade provém de fontes intermitentes, como eólica e solar, essa característica torna a tecnologia altamente adequada para o armazenamento de energia renovável em escala de rede elétrica.

A equipe testou os eletrodos impressos em dispositivos de bateria de fluxo laboratoriais e em uma bateria de fluxo redox de vanádio em operação, confirmando que esses projetos funcionam corretamente em sistemas operacionais reais. Pesquisas futuras se concentrarão em aumentar a área superficial dos eletrodos, aprimorar os métodos de fabricação e expandir as ferramentas de design para estruturas de eletrodos.