Baterias «conversadoras»: Investigadores desenvolvem um novo sistema de comunicação
No futuro, as baterias poderão fornecer informações sobre o seu próprio estado, tornando-as mais baratas e mais seguras
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No futuro, as baterias poderão ser capazes de nos «avisar» quando algo mudar no seu interior – por exemplo, quando a temperatura subir ou quando começarem a formar-se gases. Uma equipa de investigação da Universidade de Kiel desenvolveu um novo princípio de comunicação que torna isso possível. O sistema não requer cabos de dados adicionais e poderá tornar os sistemas de gestão de baterias mais simples, mais económicos e, a longo prazo, mais seguros.
O Dr. Hamzeh Beiranvand (à esquerda) segura a célula da bateria, enquanto Johannes Diers (à direita) apresenta o circuito eletrónico desenvolvido à medida. Juntos, demonstram o protótipo de uma «bateria comunicativa».
Christina Anders, Uni Kiel
Uma bateria que «fala» não usa palavras – comunica através de dados. Investigadores da Universidade de Kiel demonstraram como os sensores no interior de uma célula de bateria podem transmitir dados de medição para o exterior sem a necessidade de fios de comunicação adicionais. Em vez disso, o sistema utiliza as ligações de alimentação existentes, bem como os componentes eletrónicos que já controlam o processo de carga e descarga da bateria. Por isso, a equipa refere-se a ela como uma «bateria comunicativa» — uma bateria capaz de transmitir, por si própria, informações do seu interior. O Dr. Hamzeh Beiranvand, da Cátedra de Eletrónica de Potência, apresentou recentemente o conceito na revista Communications Engineering.
Sensores no interior da bateria, em vez de apenas na superfície
As baterias modernas, como as utilizadas em veículos elétricos ou em sistemas estacionários de armazenamento de energia, são constituídas por muitas células individuais. Atualmente, os sensores de temperatura são normalmente colocados apenas no exterior destas células. O desafio reside no facto de o calor perigoso se desenvolver frequentemente primeiro no interior de uma célula da bateria, onde inicialmente permanece por detetar. Embora, em princípio, seja possível colocar sensores no interior da célula, estes requerem atualmente componentes eletrónicos adicionais e cabos de dados que ocupam espaço valioso no interior da bateria, que é muito compacta.
A nova abordagem foi concebida para superar esta limitação. Os investigadores integraram um pequeno circuito eletrónico diretamente na célula da bateria. Este ocupa muito pouco espaço e converte as leituras do sensor de temperatura num sinal digital. Este sinal sai então da bateria através dos mesmos terminais já utilizados para o carregamento e a descarga. Não é necessária qualquer cablagem de comunicação adicional.
«O nosso trabalho é um primeiro passo no sentido de baterias inteligentes que monitorizam e comunicam continuamente o seu próprio estado», afirma Beiranvand. «Isto poderá tornar os sistemas de baterias mais seguros e mais económicos.» Outra vantagem é que o novo princípio de comunicação permite a dupla utilização de componentes já existentes. Com base numa avaliação inicial de custos realizada pela equipa, o sistema poderia reduzir os custos em cerca de 35 por cento, em comparação com soluções convencionais que dependem de cablagem separada para os sensores.
Segundo os investigadores, o circuito eletrónico poderá ser ainda mais miniaturizado no futuro ou integrado diretamente em novos materiais para baterias. Como os sensores medem processos no interior da própria célula da bateria, poderão também ajudar os investigadores a compreender melhor e a melhorar sistematicamente os materiais para baterias da próxima geração.
«Em princípio, o conceito não se limita aos sensores de temperatura», afirma Johannes Diers, investigador de doutoramento na Cátedra de Eletrónica de Potência e primeiro autor do estudo. «Sensores de pressão, de gás ou de outros tipos também poderiam transmitir informações do interior da bateria exatamente da mesma forma.»
A longo prazo, os investigadores prevêem aplicações em todos os contextos em que sejam utilizados sistemas de baterias de alto desempenho – desde veículos elétricos e armazenamento estacionário de energia eólica e solar até sistemas residenciais de armazenamento em baterias.
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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