Concreto funcional: um futuro com prédios que podem armazenar energia

Na Universidade Tecnológica de Chalmers, na Suécia, pesquisadores desenvolveram um mecanismo que, na teoria, torna viável o armazenamento de energia em edifícios inteiros, similar a uma bateria gigante feita de concreto.

Em março de 2021, foi publicado o estudo na revista científica Buildings, que diz ser possível utilizar casas e prédios inteiros e até estruturas como pontes e viadutos para reserva de energia. Os pesquisadores Emma Zhang e Luping Tang assinam o trabalho que construiu os protótipos inovadores.

Na criação do protótipo, os pesquisadores incorporaram ao cimento pequenas fibras de carbono. A ideia era otimizar a condutividade elétrica e isso acabou também conferindo mais resistência à flexão. Na continuidade do processo, foi incorporada uma malha de fibra de carbono revestida com metal. Na série de experimentações seguinte, foram escolhidos ferro e zinco para o ânodo, e níquel para o cátodo.

Os protótipos iniciais atingiram densidade energética média de 7 watts/m2 , o que equivale a 0,8 watts/litro. Nota-se uma diminuição em relação às baterias comerciais, no entanto a estimativa é de uma performance dez vezes maior quando for utilizada em edifícios, por exemplo.

Em entrevista, a pesquisadora Emma Zhang declarou: “Os resultados dos primeiros experimentos investigando a tecnologia de bateria de concreto mostraram um desempenho muito baixo, então percebemos que tínhamos que pensar ‘fora da caixa’ para chegar à outra maneira de produzir os eletrodos. Essa ideia particular que desenvolvemos – que também é recarregável – nunca foi explorada. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório”.

O time acredita que as aplicações para o mecanismo vão desde a iluminação a LED a dispositivos de wi-fi e até ao desenvolvimento de um “concreto funcional”.

De acordo com Zhang, ainda é possível integrar a tecnologia a painéis solares, o que facilitaria o monitoramento remoto em rodovias e pontes, por exemplo, e os sensores poderiam operar inclusive na identificação de rachaduras e corrosão.

Apesar de estar no início, ao possibilitar que prédios armazenem energia, essa inovação tecnológica vai de encontro ao conceito de cidades inteligentes. Contudo existem questões técnicas muito pertinentes que precisam de desenvolvimento, como no caso do número de ciclos, vida útil e a necessidade de descarte ou reciclagem após o final da vida útil.

A durabilidade do concreto leva a pesquisa ao desafio de corresponder o produto à sua vida útil, conforme declarou Zhang: “Agora, isso oferece um grande desafio do ponto de vista técnico”.

Os projetos de construção do futuro carregam em sua criação a aplicabilidade multifuncional que possibilitaria, por exemplo, a autoalimentação e autodetecção que facilitariam o monitoramento de integridade. Sem contar que os novos materiais de construção poderão ter aplicações adicionais, como energia solar e eólica.

O conceito de utilização de estruturas como fonte e armazéns de energia é uma revolução, segundo os pesquisadores, já que possibilitaria solução alternativa para a crise energética ao oferecer aumento significativo da capacidade de armazenamento.

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