O efeito de bloqueio e a solução de armazenamento de energia da bateria

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A infec√ß√£o pand√™mica do COVID-19 levou ao bloqueio de um n√ļmero consider√°vel de cidades, levando √† redu√ß√£o da atividade poluidora. Com o grande n√ļmero de fontes de energia renov√°veis ‚Äč‚Äč(FER) empregadas nas √ļltimas d√©cadas para descarbonizar o setor de energia, um n√ļmero crescente de dispositivos de armazenamento de energia foi acoplado ao FER. Conforme destacado por Luke Gear, analista de tecnologia da IDTechEx, no relat√≥rio “Baterias para armazenamento estacion√°rio de energia 2019-2029”, as baterias de √≠on de l√≠tio est√£o dominando o setor de armazenamento de energia, enquanto outras tecnologias, como as baterias de fluxo redox, tamb√©m est√£o lentamente adquirindo sua participa√ß√£o no mercado de armazenamento de energia, conforme descrito no relat√≥rio “Baterias de fluxo redox 2020-2030”.

Poluição

O uso de baterias de íon de lítio

As baterias de √≠on de l√≠tio (LIB), desde a sua introdu√ß√£o no mercado em 1991, come√ßaram a ser adotadas em uma ampla gama de aplica√ß√Ķes, do setor de armazenamento de energia ao automotivo, √† eletr√īnica de pot√™ncia, como smartphones e tablets.

A grande vantagem do LIB √© dada por suas maiores densidades de energia gravim√©trica e volum√©trica em compara√ß√£o com outras tecnologias de bateria. O alto teor de energia √© dado pelo princ√≠pio da cadeira de balan√ßo dos √≠ons de l√≠tio. A bateria de carga armazena √≠ons Li no eletrodo negativo (√Ęnodo), geralmente feito de material de carbono. Durante a descarga da bateria, o material do √Ęnodo libera ‘n’ el√©trons no circuito el√©trico externo, juntamente com os √≠ons Li-n que s√£o liberados no eletr√≥lito. Simultaneamente, o eletrodo de c√°todo aceita ‘n’ el√©trons, junto com os √≠ons de Li ‘n’. Durante o processo de descarga, as rea√ß√Ķes positivas e negativas dos eletrodos s√£o revertidas.

Além do mecanismo de trabalho simples, é necessário um estudo constante para melhorar o desempenho e a segurança dessa tecnologia, além de reduzir o custo adotando materiais de baixo custo.

Armazenamento de energia de cobalto e bateria

Embora inicialmente tenha sido empregado um material de c√°todo √† base de cobalto, seu alto custo impulsionou a ado√ß√£o de materiais de baixo custo, como alum√≠nio, n√≠quel e sil√≠cio. Embora a ado√ß√£o de materiais de baixo custo afete o custo da pr√≥pria bateria, o grande mercado de baterias de √≠ons de l√≠tio exerce forte influ√™ncia sobre o status econ√īmico de pa√≠ses inteiros. Uma an√°lise completa das mat√©rias-primas para LIB √© fornecida pelo Dr. Alex Holland no relat√≥rio ‚ÄúA cadeia de suprimentos de baterias de √≠on de l√≠tio 2020-2030‚ÄĚ, juntamente com uma an√°lise de custos e a previs√£o de demanda para o per√≠odo 2020-2030.

Al√©m da pesquisa constante de materiais mais baratos e com melhor desempenho, o complexo sistema de baterias de √≠ons de l√≠tio feitas de eletrodos, sistemas de gerenciamento t√©rmico e sistemas de gerenciamento de baterias est√° sendo constantemente aprimorado. O relat√≥rio “Baterias de √≠on de l√≠tio 2018-2028” analisa todos os aspectos das baterias de √≠on de l√≠tio, desde os componentes do eletrodo ao sistema de gerenciamento de bateria (ou BMS), design de c√©lula e m√©todos de produ√ß√£o de bateria. Al√©m disso, suas aplica√ß√Ķes e bateria de segunda vida tamb√©m s√£o descritas. Em conclus√£o, s√£o fornecidas a previs√£o de pre√ßos e a an√°lise de custos.

Al√©m dos esfor√ßos para melhorar o desempenho da LIB, essa tecnologia ainda apresenta s√©rios problemas de seguran√ßa, como demonstrado pelo grande n√ļmero de baterias que pegaram fogo em todo o mundo. Devido √† alta propriedade vol√°til do eletr√≥lito org√Ęnico empregado, ele pode incendiar-se caso a bateria atinja temperaturas mais altas. √Č por isso que o gerenciamento t√©rmico da bateria √© uma parte crucial do sistema da bateria. O gerenciamento t√©rmico √© particularmente importante em aplica√ß√Ķes onde o desempenho da bateria √© altamente estressado, como nas aplica√ß√Ķes automotivas. Neste t√≥pico, o ‚ÄúGerenciamento t√©rmico para ve√≠culos el√©tricos 2020-2030‚ÄĚ descreve todos os aspectos e materiais relacionados ao gerenciamento t√©rmico da bateria.

O mercado de armazenamento de energia de bateria estacion√°ria

Devido ao problema de seguran√ßa e √† degrada√ß√£o da bateria ao longo dos ciclos, o que limita a vida √ļtil do dispositivo, as baterias de √≠on de l√≠tio n√£o s√£o a melhor solu√ß√£o para energia estacion√°ria. Em vez disso, um tipo diferente de bateria chamado Redox Flow Battery (RFB), atualmente emergente no cen√°rio de armazenamento de energia, apresenta melhores recursos para aplicativos de armazenamento estacion√°rio. As RFBs s√£o caracterizadas por uma vida √ļtil longa (at√© 30.000 ciclos), materiais facilmente recicl√°veis ‚Äč‚Äče seguros, al√©m de desacoplar energia e capacidade de pot√™ncia. Essas propriedades tornam as RFBs um candidato ideal para aplica√ß√£o estacion√°ria de armazenamento de energia.

Conforme descrito no relat√≥rio “Baterias de fluxo redox 2020-2030: previs√Ķes, desafios, oportunidades”, as baterias de fluxo, com a bateria de fluxo de van√°dio mais comercializada, est√£o lentamente adquirindo sua participa√ß√£o no mercado de armazenamento de energia estacion√°ria.

As baterias de fluxo de van√°dio (VRFBs) s√£o o tipo mais comercializado de RFBs. Al√©m do VRFBS, outros tipos de baterias de fluxo est√£o sendo comercializados atualmente, como baterias de fluxo de zinco / bromo e todas de ferro. Al√©m disso, outras tecnologias como baterias de hidrog√™nio / bromo e fluxo redox org√Ęnico ainda est√£o em seus est√°gios iniciais.

visite www.IDTechEx.com/USA para saber mais.

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