Pesquisadores da Unicamp desenvolvem uma inovadora bateria de fluxo cilíndrica e segura, utilizando insumos nacionais para otimizar o armazenamento de energia solar e eólica em larga escala, reduzindo riscos de vazamentos e a dependência de geradores a diesel.

A transição para matrizes mais limpas enfrenta um obstáculo histórico: a intermitência. Sol e vento são fontes abundantes, mas imprevisíveis, exigindo soluções eficientes para guardar a eletricidade excedente. Para solucionar esse gargalo, cientistas da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp, vinculados ao grupo Brazilian Renewable Energies (BREnergies), criaram uma nova arquitetura de bateria de fluxo voltada para o armazenamento de energia de forma mais barata, simples e segura.

O avanço tecnológico promete transformar a forma como lidamos com a intermitência dos parques de energia solar e energia eólica. Desenvolvida inicialmente durante o doutorado de João Pedro Aguiar dos Santos, sob a orientação do professor César Pagan e coorientação do professor Hudson Zanin, a novidade traz um design revolucionário que elimina os principais pontos de falha das tecnologias tradicionais encontradas no mercado atual.

Um novo formato para resolver problemas antigos

As tradicionais baterias de fluxo lembram placas empilhadas conectadas por mangueiras externas, um arranjo suscetível a vazamentos e à formação de dendritos causadores de curto-circuitos. Para superar esses entraves, a equipe da Unicamp redesenhou o sistema por completo, adotando uma estrutura estritamente cilíndrica onde o eletrólito circula internamente por meio de uma pequena turbina, dispensando tubulações frágeis e minimizando riscos operacionais.

“Durante os estudos, percebi que não existia nenhum tipo de design ou setup experimental que pudéssemos comprar para montar a bateria. Isso foi um grande desafio, porque tivemos que montar desde as células até os reatores maiores para fazer os experimentos no laboratório”, explica João Pedro Aguiar dos Santos.

Desempenho superior e inovação nos testes de laboratório

Nos rigorosos testes práticos de laboratório, a tecnologia alcançou cerca de 400 ciclos sem aditivos químicos, superando o limite médio de 100 ciclos observado em sistemas convencionais sob condições idênticas. Além disso, a eficiência energética registrada atingiu excelentes 82%, acompanhada por uma impressionante taxa de 98% na eficiência de carga, alimentando com estabilidade lâmpadas LED e ventiladores durante horas contínuas de funcionamento experimental.

A durabilidade também é impulsionada pelo uso do ácido metanossulfônico (MSA), um composto biodegradável e menos tóxico que substitui o ácido sulfúrico convencional. Combinado com um sistema inteligente de monitoramento via software, o projeto mitiga riscos operacionais e projeta uma vida útil estimada em até duas décadas para o conjunto estacionário.

Insumos nacionais e sustentabilidade na cadeia produtiva

Outro grande diferencial competitivo reside na escolha dos materiais empregados na fabricação. A tecnologia foi concebida para utilizar insumos amplamente disponíveis no Brasil, como grafite e eletrólitos aquosos não inflamáveis. Os pesquisadores utilizaram uma versão baseada em íons de chumbo dissolvidos, integrando-se perfeitamente à cadeia de reciclagem nacional, que já recupera mais de 98% desse material com alta eficiência.

Diferente das baterias de chumbo-ácido tradicionais — cujos eletrodos sólidos sofrem forte degradação —, neste modelo os eletrodos são inertes e feitos de grafite, enquanto o componente ativo permanece dissolvido no líquido. Isso garante que o sistema recupere sua capacidade plena após a simples substituição do eletrólito degradado, prolongando significativamente o ciclo de vida útil do equipamento.

Impacto na expansão da energia limpa

Projetada especificamente para o armazenamento estacionário, a inovação chega em momento oportuno para integrar sistemas BESS (Battery Energy Storage Systems) conectados a usinas renováveis. A tecnologia surge como uma arma estratégica para mitigar o curtailment — corte forçado na geração de usinas devido à saturação das redes de transmissão — e substituir gradualmente os poluentes geradores a diesel em localidades isoladas.

Com o depósito de patente realizado junto ao INPI por meio da Agência de Inovação Inova Unicamp, o projeto aguarda agora o interesse do setor privado para licenciamento. O avanço representa um passo definitivo rumo à consolidação do Brasil como polo tecnológico no desenvolvimento de soluções autossustentáveis para o futuro do setor elétrico.