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Baterias de Sódio

Baterias de Sódio

O PTI possui infraestrutura e corpo técnico especializado com experiência e competência nas linhas de P&D de eletrodos (novas rotas químicas e físicas para a síntese de material ativo), de cerâmica (síntese de cerâmicas condutoras), de processos produtivos (moagem e granulação de material ativo), de caracterização de eletrodos (física e eletroquímica), de análise térmica de células e baterias (modelagem e arranjos experimentais) e de controle/gestão de baterias (supervisório, software e hardware). 
    
Pesquisas em baterias vêm sendo realizadas no PTI com foco no tema de baterias de sal fundido do tipo sódio-cloreto de níquel (baterias de níquel-sódio, Na-NiCl2). Em 2017, o Parque - por meio do Laboratório de Baterias e do Laboratório de Automação e Simulação de Sistemas Elétricos (Lasse) - e a Companhia Paranaense de Energia – por meio da Copel Distribuição S.A e a Copel Geração e Transmissão S.A - firmaram uma parceria para o desenvolvimento de um sistema de armazenamento padrão de energia com baterias residenciais de sódio-níquel. No caso do Lasse, o projeto é de um sistema nacional de armazenamento e gestão energética para eletroposto bidirecional.
    
No período de 2011 a 2017 protótipos de baterias foram desenvolvidos gerando inovações na tecnologia por meio de recursos provenientes da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e Itaipu Binacional, em parceria com o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica e empresa de ampla experiência no tema localizada na Suíça.

Atualmente uma nova versão da bateria, com células achatadas, está sendo desenvolvida em parceria da Itaipu Binacional. A expectativa é chegar a um produto de alta tecnologia com preço competitivo no mercado. Também são realizadas pesquisas voltadas à aplicação das baterias de níquel-sódio em parcerias com empresas do setor elétrico. 

 

A tecnologia da bateria de níquel-sódio faz parte de uma classe de baterias conhecidas como bateria de sal fundido. Do ponto de vista histórico, estas baterias vêm chamando atenção desde sua primeira publicação em 1978, durante o programa ZEBRA (Zeolite Battery Research Africa), na África do Sul, por apresentar elevada densidade de energia (796 Wh Kg-1), eficiência elevada (98%, não ocorre reações) e tempo de vida satisfatório (3000-7000 ciclos, SOC 80%).

 

Do ponto de vista comercial, a bateria utiliza em sua composição matéria-prima abundante (níquel, ferro, óxido de alumínio e cloreto de sódio – sal de cozinha), de custo relativamente baixo e quimicamente seguro (elementos não reativos no estado descarregado e reações químicas de neutralização em condição de falha), além de terem reciclabilidade.

 

 

 

As baterias de níquel-sódio são indicadas para aplicações estacionárias (sistemas ininterruptos de energia, eólicos, fotovoltaicos e de telecomunicações), bem como aplicações veiculares.

Projetos de P&D na área de armazenamento e conversão de energia; 

 

• Estudos, pesquisas, desenvolvimento de soluções e projetos tecnológicos na área de armazenamento e conversão de energia para aplicações em sistemas industriais, residenciais, hotelaria, shoppings, sistemas de telecomunicação, geração distribuída (fotovoltaica, eólica, etc), sistemas isolados etc; 

 

 Estudos e avaliações carga e descarga de baterias;  

 

 Treinamentos e capacitações sobre tecnologias de armazenamento e conversão de energia. 

 

 

 

Os seguintes laboratórios são utilizados para a realização das pesquisas em baterias:

 

  • Laboratório de desenvolvimento de materiais; 
  • Laboratório de ensaios de baterias; 
  • Laboratório de mecânica/ferramentaria; 

 

A equipe do PTI tem expertise para capacitações na temática de tecnologia das baterias de níquel-sódio e armazenamento de energia. Os conteúdos dos cursos podem ser formatados conforme as necessidades das instituições interessadas. 

 

Já foi realizado, em parceria com a Fundação Araucária, o curso de Tecnologias de Conversão e Armazenamento de Energia.

 

  • Curso: Tecnologias de conversão e armazenamento de energia: aspectos práticos e teóricos

 

Módulo 1 – Conversão e Armazenamento de Energia

Módulo 2 – Tecnologia das Baterias de Sódio

Módulo 3 – Estudo Prático de Dimensionamento de Baterias