Uma bateria à base de água que fornece uma maneira barata de armazenar energia solar ou eólica
gerada através da irradiação solar e e o vento para que possa ser alimentado de volta à rede elétrica e
redistribuída de acordo com a demanda.

Os pesquisadores de Stanford estão criando um protótipo de bateria de hidrogênio de manganês onde tem apenas
3 centímetros de altura e gera apenas 20 miliwatt de eletricidade, o que equivale aos níveis de energia das lanternas LED
que podem ser penduradas em um chaveiro.

A produção em baixa escala do protótipo, os pesquisadores estão confiantes de que podem levar essa tecnologia a um nível industrial
que poderia carregar até 10.00 vezes mais, criando uma bateria em escala com uma vida útil muito superior.

Yi Cui, Professor de ciência dos materiais em Stanford e autor sênior do jornal, disse que a tecnologia de baterias de hidrogênio-manganês
pode ser uma das peças que faltam para a matriz energética do país, uma maneira para diminuir a necessidade de queimar combustíveis fósseis
para diminuir a emissão de carbono.

“O que fizemos foi jogar um sal especial na água, colocarem um eletrodo e criar uma reação química reversível que armazena elétrons na forma de gás hidrogênio” disse Cui.

Química Inteligente

Em Essência, os pesquisadores persuadiram uam troca de elétrons reversível entre a água e o sulfato de manganês, um sal industrial abundante e barato usado para fabricar
pilhas secas, fertilizantes, papel e outros produtos. Os elétrons que fluíam reagiram com o sulfato de manganês dissolvido na água para deixar partículas de dióxido de manganês
agarradas aos eletrodos. O excesso de elétrons borbulha como gás hidrogênio, armazenando assim essa energia para uso futuro. Os engenheiros sabem como recriar a eletricidade a partir
da energia armazenada no gás hidrogênio, de modo que o próximo passo importante foi provar que a bateria à base de água pode ser recarregada.

Os pesquisadores fizeram isso ao reconectar sua fonte de energia ao protótipo esgotado, desta vez com o objetivo de induzir as partículas de dióxido de manganês agarradas ao eletrodo
a se combinarem com água, repondo o sal de sulfato de manganês. Uma vez que esse sal foi restaurado, os elétrons que chegam se tornam excendetes, e o excesso de energia pode se transformar
em gás hidrogênio, em um processo que pode ser repetido várias vezes.

Cui estimou que, dada a expectativa de vida da bateria baseada em água, custaria um centavo para armezenar eletricidade suficiente para aliemntar uma lâmpada de 100 watts por doze horas.

” Acreditamos que esta tecnologia protótipo será capaz de cumprir as metas do Departamento de Energia (DOE) de armazenamento elétrico em escala de utilidade pública” disse Cui.

O DOE recomendou que baterias para armazenamento em escala de grade armazenem e descarreguem pelo menos 20 quilowatts de energia durante um período de uma hora,
sejam capazes de pelo menos 5.000 recargas e tenham uma vida útil de 10 anos ou mais. Para tornar mais prático, um sistema de baterias desse tipo custa US$ 2.000 ou menos, ou US$ 100 quilowatt/hora.

O ex-secretário do Departamento de Energia e Prêmio Nobel Steven Chu, agora professor em Stanford, tem um interesse de longa data em incentivar tecnologias para ajudar a transição da nação para a energia renovável.

” Embora os materiais e o design ainda precisem de desenvolvimento, este protótipo demonstra o tipo de ciência e engenharia que sugere novas maneiras de alcançar baterias de longa duração e de baixo custo”, disse Chu, que não era membro da equipe de pesquisa.

Afastando-se do Carbono

Segundo estimativas do DOE, cerca de 70% da eletricidade dos EUA é gerada por usinas de carvão ou gás natural, que respondem por 40% das emissões de dióxido de carbono. Mudar para geração eólica e solar é uma maneira de reduzir emissões, mas cria um novo desafio envolvendo a variabilidade de oferta de energia, já que a energia solar depende exclusivamente do sol, porém a energia eólica depende do vento que não é constante.