Mais bateria

Jun 13, 2023

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Enquanto trabalhava nesta história sobre embarcações comerciais movidas a eletricidade, esta manchete da Popular Mechanics chamou minha atenção: "A bateria que finalmente desbloqueará o armazenamento de energia sem massa".

O que, eu me perguntei, é o armazenamento de energia sem massa?

Acontece que o armazenamento de energia sem massa incorpora o que chamamos de "bateria" na estrutura de um veículo, embarcação ou aeronave. Não há necessidade de uma bateria separada, daí o termo sem massa, pois o armazenamento de energia não adiciona peso.

Seria como se dois por quatro também fossem baterias.

Em março de 2021, o ScienceDaily relatou uma pesquisa realizada na Chalmers University of Technology, na Suécia, sobre tecnologia de bateria que incluía um eletrodo negativo de fibra de carbono e um eletrodo positivo feito de folha de alumínio revestida com fosfato de ferro e lítio, separados por um tecido de fibra de vidro, todos os quais é "impregnado com um eletrólito de bateria estrutural para funções mecânicas e elétricas combinadas".

A iteração 2021 desta bateria tem uma densidade de energia de 24 Wh/kg, que é apenas cerca de 20% das baterias de íon de lítio não estruturais. Mas Leif Asp, professor da Chalmers e líder do projeto de bateria estrutural, disse que o desenvolvimento contínuo pode atingir uma densidade de energia de 75 Wh/kg com uma rigidez de 75 GPa. "Isso tornaria a bateria tão forte quanto o alumínio, mas com um peso comparativamente muito menor", disse ele.

A utilidade de uma bateria estrutural é clara. A demanda por embarcações de baixa ou zero emissões está crescendo constantemente, e os barcos movidos a bateria são uma consideração óbvia. Mas como as baterias de hoje são relativamente volumosas e pesadas, armazenar energia de bateria suficiente para alta velocidade e/ou longa distância ou carga pesada de passageiros/carga tem sido o problema para barcos e aviões.

Mas é a missão do barco que define a possível configuração de potência. Se você viajar devagar por curtas distâncias, como alguns barcos de turismo ou balsas, as baterias sozinhas podem funcionar bem. É o caso de dois barcos de passeio de 600 passageiros pertencentes e operados pelaDonzela da Névoa , Niagara Falls, NY Os catamarãs de alumínio totalmente elétricos de 90' ​​× 33' começarão sua terceira temporada na próxima primavera. Os dois barcos realizam excursões regulares de 20 minutos e, em seguida, recarregam suas baterias de 60% a 80% em sete minutos a partir de duas enormes conexões de energia em terra, enquanto os passageiros embarcam e descem.

Em muitas, senão na maioria das situações, conectar-se à rede local para esse tipo de pico de suco seria um desafio, mas as operações da Maid of the Mist são adjacentes aos geradores hidrelétricos de Niagara Falls, então há muita eletricidade constante e livre de carbono.

Os dois barcos, James V. Glynn e Nikola Tesla, foram projetados porServiços de dados de propulsão, Marblehead, Massachusetts, e construído porBarcos de Hambúrguer , Manitowoc, Wisconsin, em 2019-2020. Os barcos foram entregues em seções modulares e montados nas instalações de manutenção da Maid of the Mists em Niagara Falls. O pacote de potência e controle foi projetado e fornecido pelaABB Marítima e Portos . O equipamento essencial inclui conexões manuais de carregamento de bateria Cavotec terra-navio, e cada embarcação recebe energia de um par deSistemas de Lança baterias de íon-lítio fornecendo um total de 316 kWh. Não há geradores a bordo.

Os barcos estão funcionando bem. "Não existe um barco elétrico deste tamanho na América do Norte", disse Christopher Glynn, presidente da Maid of the Mist Corp. "É muito silencioso. Sem ruído do motor, sem vibração, sem fumaça de escapamento. É realmente espetacular."

Outra maneira de usar a energia da bateria em barcos é reduzir ainda mais o peso da embarcação. O uso de materiais de fibra de carbono para a construção da embarcação reduz significativamente o peso, o que permite aos projetistas adicionar hidrofólios que levantam a embarcação inteira parcialmente ou totalmente fora da água durante a navegação. Os barcos da America's Cup obtêm a incrível velocidade que alcançam graças à construção em fibra de carbono e hidrofólios.