Pesquisadores na Finlândia criam bateria de areia

A bateria de areia está em teste e pode impulsionar a energia limpa no país.

Pesquisadores na Finlândia desenvolveram uma bateria de areia, que armazena energia. A bateria é totalmente funcional e pode armazenar energia por vários meses.

Os responsáveis dizem que isso poderia resolver o problema de fornecimento de energia durante todo o ano, uma questão importante para a energia verde.

Energia limpa

A bateria usa areia de baixa qualidade, e é carregada por com calor gerado por eletricidade barata de energia de fontes limpas e renováveis, como por exemplo, energia solar ou eólica.

A areia armazena o calor em torno de 500ºC, o que seria suficiente para aquecer as casas durante o inverno. Assim, gera economia, pois a energia elétrica nesse país é mais cara durante a estação fria.

A Finlândia hoje é dependente de gás de outros países , obtendo a maior parte de seu gás da Rússia. A guerra na Ucrânia tornou ainda mais importante a questão da energia verde.

Transição para energia verde

A Finlândia tem a fronteira mais longa de uma nação da União Europeia com a Rússia, que interrompeu o fornecimento de gás e eletricidade após a decisão da Finlândia de ingressar na Organização do Tratado do Atlântico Norte (Otan), aliança militar liderada pelos Estados Unidos.

Além das mudanças climáticas, a alta nos valores dos combustíveis fósseis e a dependência de gás da Rússia, aceleraram o processo de transição para fontes limpas na Finlândia.

Dentre os maiores desafios encontrados, é o inverno rigoroso do país, em que a energia eólica e solar não são capazes de suprir a demanda.

Nesse contexto, o fornecimento de calor e luz, especialmente com o longo e frio inverno finlandês, preocupa políticos e cidadãos.

Atualmente, a maioria da baterias são de lítio, com alto custo e com capacidade limitada de energia. Mas em um canto da  Polar Night Energy, uma pequena usina de energia estabelecida no oeste da Finlândia está uma nova tecnologia que tem o potencial de aliviar algumas dessas preocupações.

Assim, os pesquisadores finlandeses Markku Ylönen e Tommi Eronen (Foto abaixo), que desenvolveram a ideia da bateria de areia, em grande escala podem armazenar e equilibrar as demandas de energia à medida que a rede se torna mais verde.

Quarteto

Os quatro jovens engenheiros finlandeses que inventaram esta bateria de areia são antigos. Tommi Eronen, Markku Ylönen, Liisa Naskali (Foto abaixo) e Ville Kivioja se uniram quando crianças por uma paixão compartilhada pelo atletismo.

O desenvolvimento da invenção da bateria de areia contou com a participação acadêmica da pesquisadora Liisa Naskali, na  Polar Night Energy.

O velocista, ciclista, saltador triplo e lançador de disco pertenciam ao mesmo clube em Tampere, no sul da Finlândia, torcendo uns pelos outros em eventos de atletismo durante a adolescência.

Ao entrarem na casa dos vinte anos, seus interesses passaram do esporte para a ciência. Invernos mais curtos e quentes no sul da Finlândia despertaram uma motivação compartilhada para enfrentar as mudanças climáticas.

Momento de lâmpada

Em 2016, enquanto fazia pesquisas para seu mestrado em engenharia, Eronen estava pesquisando sistemas de armazenamento à base de água para energia renovável. Mas ao ler um artigo sobre lareiras tradicionais finlandesas, feitas de pedra e areia, Eronen teve um momento de lâmpada.

A bateria de areia desenvolvida por Ville Kivioja (à esquerda) e Tommi Eronen (à direita), na  Polar Night Energy, pode ser usada pelas indústrias indianas que requerem mais de 10.000 MWh de aquecimento em um ano.

“Isso me fez pensar: um material sólido, em vez de água, seria mais adequado para armazenar energia solar e eólica?” diz Eronen.

Junto com Ylönen, ele começou a desenvolver o protótipo da bateria de areia. Tendo testado com sucesso sua bateria piloto no jardim do avô de Eronen perto de Tampere, a dupla recrutou seus amigos de infância do clube de atletismo para iniciar o Polar Night Energy. Em julho, eles instalaram a primeira bateria de areia comercial na usina Vatajankoski em Kankaanpää.

Expansão internacional

Para ajudar nos planos de expansão internacional, a Polar Night Energy está procurando substituir a areia por outros materiais granulares não inflamáveis ​​em locais onde há escassez de areia. “A ideia é pesquisar e encontrar um material adequado localmente: podemos, por exemplo, testar subprodutos de processos industriais e ver se podemos aproveitá-los“, diz Tommi Eronen.

Pesquisadores Markku Ylönen e Tommi Eronen, co-fundadores da Polar Night Energy, são amigos de infância que se uniram por um amor compartilhado pelo atletismo e pela ciência.

De longe, o maior desafio para a expansão é a relutância de empresas e municípios em investir em novas tecnologias. “Na Finlândia, as empresas de aquecimento distrital têm obrigações de serviço para fornecer calor e devem pagar uma multa se não cumprirem essas obrigações. É por isso que preferem agir com cautela antes de aprovar um grande investimento em uma nova tecnologia“, pontua Markku Ylönen.

“Existe muita pressão sobre nós, cientistas e engenheiros, para resolver as mudanças climáticas”, diz ele. “Transformo essa pressão em inspiração, assim como fazia quando competia no lançamento do disco.”

Eronen diz que “criar uma empresa é um pouco como competir no esporte: você quer vencer”. Junto com Ylönen, ele escolheu pedalar 170 km (106 milhas) de sua cidade natal, Tampere, para participar de uma conferência sobre energia em Helsinque em 2018. “Todos os outros participantes chegaram de carro ou avião. Isso nos fez pensar: ‘realmente temos que causar impacto“.

Engenharia sustentável

Os jovens engenheiros que desenvolveram a bateria, são da cidade de Kankaanpää. A equipe acredita que a inovação pode resolver o problema de armazenamento de maneira econômica e com baixo impacto.

O primeiro dispositivo de larga escala foi instalado na usina de Vatajankoski, que opera o sistema de aquecimento urbano da área. De acordo com os desenvolvedores da bateria de areia, ela pode manter a areia aquecida em 500º C por vários meses.

O funcionamento

A bateria funciona com aquecimento resistivo, ou seja, gera ar quente, que circula na areia por meio de um trocador de calor. É o mesmo funcionamento do forno elétrico.

Como resultado, durante o inverno, a bateria  descarrega o ar quente que aquece a água para o sistema de aquecimento urbano. Assim, as residências ficam aquecidas, incluindo as águas de chuveiro e pias.

Ainda de acordo com os engenheiros, a bateria de areia está funcionando bem até o momento e eles esperam em breve instalar novos dispositivos.

Outros grupos de pesquisa, como o Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA, estão analisando ativamente a areia como uma forma viável de bateria para energia verde.

Fonte: BBC.