Pesquisadores desenvolvem bateria que gera energia de restos de comida
Estudo quer resolver dois problemas: o desperdício de alimentos e a falta de energia
Fotos: Max Esterhuizen/Virginia Tech
Os pesquisadores Lin e Huang, da Virginia Tech, descobriram um método potencial para converter resíduos de alimentos em baterias
O que o caroço da maçã, as sobras dos grãos utilizados na produção de cerveja e as cascas de nozes têm em comum? Eles podem um dia ser usados para alimentar com energia elétrica um data center!
Enquanto o mundo trabalha em busca de maneiras econômicas e ecologicamente corretas de prover eletricidade para garantir o funcionamento desses dispositivos, dois pesquisadores do Instituto Politécnico e Universidade Estadual da Virgínia, instituição norte-americana mais conhecida como Virginia Tech, investigam como o desperdício de alimentos e sua biomassa associada podem ser convertidos em baterias recarregáveis.
“Esta pesquisa pode ser uma peça do quebra-cabeça para resolver os problemas de energia sustentável para baterias recarregáveis”, disse o colíder do projeto Haibo Huang , professor associado do Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida. “A demanda por essas baterias reutilizáveis disparou e precisamos encontrar uma maneira de reduzir os impactos ambientais das baterias atualmente em uso”, disse.
Com base nos resultados preliminares, os pesquisadores descobriram que o componente de fibra nos resíduos alimentares são a chave para desenvolver um material de carbono avançado que poderia ser usado como ânodo, que é o terminal negativo de uma bateria.
“Nossa abordagem única de usar materiais de carbono derivados de resíduos agrícolas para hospedar metais alcalinos, como lítio e sódio, trará grandes avanços para o processamento de resíduos agrícolas e tecnologia para o desenvolvimento de baterias [baseadas nessa fonte de energia]”, explica Feng Lin, professor associado do Departamento de Química e investigador principal do projeto.
A proposta é que a pesquisa promova a utilização de resíduos gerados em sistemas agrícolas para a produção de carbono com valor agregado e, em última instância, dispositivos de armazenamento de energia, acrescentam os pesquisadores.
A equipe usa matérias-primas altamente ajustáveis, abundantes e econômicas para atender às necessidades no campo de armazenamento de energia. Usar materiais de carbono derivados de resíduos para hospedar ânodos de metal pode reduzir significativamente o uso de metal alcalino pelas baterias.
Protótipo já consegue produzir energia a partir de resíduos agrícolas. Projeto deve ser concluído em 2 anos
Desperdício – A ideia do projeto surgiu quando ambos estavam jogando uma partida de basquete. “Nós pensamos: Por que não converter resíduos de alimentos em materiais de bateria tendo em vista a quantidade de resíduos de alimentos que existe no mundo?”, disse Huang. “A maior parte desses resíduos vai para o lixo e depois para aterros”. Segundo a Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO), ao redor de 1,3 bilhão de toneladas, o que representa um terço da produção mundial de alimentos, é perdida todo ano.
O primeiro desafio a ser enfrentado era como produzir os ânodos, que geralmente são feitos de grafite, um recurso limitado e não sustentável.
“Como engenheiro de processamento de alimentos, posso modificar sua composição”, explicou Huang. “Eu poderia retirar as proteínas e lipídios, junto com alguns dos minerais, para ver como isso afetaria o desempenho da bateria”, completou.
Os pesquisadores descobriram que, quando certos elementos foram removidos, os compostos essenciais de celulose, hemiceluloses e lignina, após o tratamento térmico, poderiam funcionar o suficiente para uma bateria. Testes iniciais sugeriram que as fibras dos restos de alimentos permitiram o desenvolvimento de um material de carbono que pode substituir o ânodo de grafite.
Nos próximos dois anos, quando o projeto deverá ser concluído, os pesquisadores testarão ainda mais os resíduos de alimentos transformados em carbono, com “feedback” do laboratório para otimizar a ciência da bateria. A etapa final será uma análise econômica sobre a viabilidade de implementação dessa tecnologia para garantir o uso quando lançada no mercado.
Os usos iniciais previstos da tecnologia são para soluções de armazenamento de energia acessíveis para data centers ou outras grandes instalações. À medida que avançam, os pesquisadores esperam ser capazes de transformar resíduos de alimentos em um carbono sem as impurezas encontradas no atual estágio do projeto.
“Temos a oportunidade de resolver dois problemas urgentes em dois setores diferentes. Muita energia já é gasta na produção e transporte de alimentos na cadeia alimentar. Devemos recuperar o valor do desperdício de alimentos. Esta é a oportunidade perfeita, já que a produção de baterias busca materiais diferentes do carbono tradicional”, disse Huang.
Clique aqui para obter mais informações e assistir a um vídeo onde os pesquisadores contam outros detalhes do projeto.
Com informações da Ass. de
Comunicação da Virginia Tech
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