Quando os segundos são importantes: Proteger os centros de dados de IA com baterias de níquel-zinco
Níquel-zinco em vez de lítio: Fraunhofer e uma start-up desenvolvem uma bateria UPS para centros de dados
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Com o apoio do Fraunhofer IZM, a startup Zn2H2 criou uma forma inovadora e económica de produzir baterias de níquel-zinco. Este tipo de bateria é particularmente adequado quando são necessárias grandes quantidades de energia num curto espaço de tempo. E são a escolha perfeita para um mercado específico: Centros de dados de IA.
Como a inteligência artificial se tornou comum, o mundo precisa de mais e maiores centros de dados. Mas sempre que um novo centro de dados é planeado, é necessário prestar atenção ao que acontece quando há um apagão. No momento crítico entre a perda de energia da rede e o arranque dos geradores de emergência, os sistemas UPS - fontes de alimentação ininterrupta - entram em ação e mantêm as coisas a funcionar. No entanto, quando a UPS não tem potência suficiente ou os componentes se avariam, os serviços vitais, as salvaguardas ou os mecanismos de backup podem falhar e podem perder-se dados importantes. As UPS dependem de baterias para funcionar - de baterias concebidas para fornecer toda a energia necessária para aquele momento crítico até que as fontes de emergência mais regulares assumam o controlo. Os sistemas actuais utilizam frequentemente baterias de iões de lítio, mas estas não são perfeitas para o efeito: São pesadas e dispendiosas e podem constituir um risco de incêndio. A empresa Zn2H2 Inc., em colaboração com o Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM, tem como objetivo desenvolver uma nova geração de baterias de níquel-zinco (NiZn) como alternativa às baterias de lítio, que sejam mais pequenas, mais leves, mais seguras e mais económicas.
Reunir o saber-fazer de investigadores e empresários em fase de arranque
O mecanismo básico subjacente às baterias de NiZn é conhecido há mais de um século, mas a tecnologia tem tido dificuldade em entrar no mercado porque as baterias costumavam ser complicadas de produzir e não conseguiam acompanhar o número de ciclos de carga de outros tipos.
O Fraunhofer IZM tem mais de duas décadas de experiência com baterias de zinco, pelo que não é de surpreender que a startup Zn2H2 esteja localizada na Start-A-Factory, o laboratório de incubação de I&D do Fraunhofer IZM. A Start-a-Factory dá à equipa de arranque uma linha direta para a riqueza de experiência do Instituto ao trabalhar na sua visão de uma bateria de zinco-hidrogénio. A Zn2H2 também conseguiu desenvolver um processo de revestimento direto e rentável para eléctrodos de hidróxido de níquel (Ni(OH)₂). Isto torna possível a produção de baterias de níquel-zinco de potência extremamente elevada.
As baterias típicas deste tipo são fabricadas com uma espessa camada sinterizada de hidróxido de níquel no lado positivo para acompanhar o elétrodo de zinco. O novo processo criado pelo Zn2H2 funciona através da deposição de níquel diretamente sobre uma fina folha de aço no elétrodo positivo. Isto permite a produção de eléctrodos de grande área que podem ser enrolados, à semelhança das baterias cilíndricas de iões de lítio. Juntamente com a condutividade muito elevada do eletrólito aquoso, a bateria pode ser descarregada mais rapidamente, mas também carregada de forma mais fiável.
Testar as baterias no Fraunhofer IZM
Aproveitando os anos de experiência dos investigadores do Fraunhofer IZM com baterias à base de zinco e a infraestrutura de testes estabelecida no Instituto, os eléctrodos e as baterias de NiZn foram testados de dentro para fora em nome do Zn2H2 nos laboratórios do Instituto. Um teste efectuado no Fraunhofer IZM durante mais de 20.000 ciclos revelou uma elevada taxa de descarga a mais de vários 100 C e uma potência superior a 10.000 W/kg.
Para todos os envolvidos no projeto, as vantagens das baterias de NiZn eram óbvias: com tempos de descarga que variam entre algumas dezenas de segundos e cerca de cinco minutos, as novas baterias de NiZn são ideais para utilização em centros de dados de hiperescala - ou em qualquer outro local onde seja necessária muita energia durante um período de tempo muito limitado. Oferecem densidades de energia de 40 a 50 Wh/kg em alta potência e até 170 Wh/kg em baixa potência. Em comparação com as baterias de lítio normais, o peso total é menor, os custos de produção são mais baixos e as matérias-primas são mais fáceis de obter. Por conseguinte, as baterias seriam também adequadas para utilização em veículos com motor de combustão para alimentar os motores de arranque a baixas temperaturas.
A cooperação entre a Zn2H2 e o Fraunhofer IZM demonstrou mais uma vez as vantagens de uma parceria deste género: O pensamento fresco encontra anos de experiência - a sementeira perfeita para uma inovação mais rápida e um tempo mais rápido para o mercado.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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