Quais são as diferentes maneiras de armazenar energia além do uso de baterias recarregáveis?
Há muito tempo que os seres humanos procuram uma boa forma de armazenar energia. Uma das principais coisas que tem impedido os carros elétricos é a tecnologia de baterias - quando você compara baterias com gasolina, as diferenças são enormes. Por exemplo, um carro elétrico típico pode carregar 1, 000 libras (454 kg) de baterias de chumbo-ácido. Essas baterias levam várias horas para recarregar, e pode dar ao carro um alcance de 100 milhas (160 km). Dois ou 3 galões de gasolina dão o mesmo intervalo, pesar menos de 30 libras (13 kg), e você pode bombear essa quantidade de gasolina em cerca de um minuto.
Aqui está uma lista de outras tecnologias que as pessoas normalmente usam para armazenar energia. Alguns deles funcionam em um carro elétrico, enquanto outros são melhores para aplicações fixas:
- Uma das técnicas mais antigas que as pessoas usam é a queda de peso . Você levanta o peso para armazenar a energia nele e, em seguida, deixa o peso cair para extrair a energia. Muitos relógios de pêndulo e relógios cuco usam essa técnica. Ao passar a corda presa aos pesos por meio de um trem de engrenagens, você pode usar um peso pesado e deixá-lo cair por um longo período de tempo. (Veja Como funcionam os relógios de pêndulo.) Esta abordagem não funciona muito bem em um carro elétrico, mas funcionou bem em relógios por centenas de anos.
- Muitas usinas de energia usam a abordagem de "peso em queda" na forma de agua . A água é bombeada morro acima para um lago à noite, quando a usina tem capacidade excedente. Durante os períodos diurnos de alta demanda, a água corre por uma turbina em seu caminho ladeira abaixo para um lago mais baixo. (Veja Como funcionam as usinas hidrelétricas.)
- Outra forma de armazenar energia é de alguma forma deformação mecânica repetível . Essa é a ideia por trás de uma mola usada em um relógio de corda ou um elástico usado em um avião de corda. Você armazena a energia dobrando (deformando) o material em uma mola, e o material libera a energia conforme retorna à sua forma original. Na escala de um carro, esta tecnologia tem problemas por causa do peso da mola, mas em escalas menores (como um relógio de pulso) funciona muito bem. Veja também esta página para um exemplo interessante.
- A natureza vem armazenando energia há muito tempo, e se você quiser pensar sobre isso desta forma, a gasolina é realmente uma forma de energia armazenada. As plantas absorvem a luz solar e a transformam em carboidratos (veja Como funciona a alimentação para uma discussão sobre carboidratos). Ao longo de milhões de anos, esses carboidratos podem se transformar em óleo ou carvão. Em uma escala de tempo mais humana, queimamos madeira (que é um carboidrato) para liberar a energia armazenada, ou transforme milho em álcool e queime o álcool.
- Outra técnica que a natureza usa para armazenar energia é gordura , com o qual muitos de nós estamos familiarizados de uma forma pessoal. É interessante pensar em um carro que de alguma forma come grama ou algum outro carboidrato e os armazena como gordura!
- Você pode pegar energia e dividir a água em átomos de hidrogênio e oxigênio usando eletrólise . Ao armazenar o hidrogênio e o oxigênio em tanques, você pode mais tarde criar energia queimando-a, ou (de forma mais eficiente) executando-o por meio de um célula de combustível (veja Como funcionam as células de combustível).
- Você pode usar a energia para girar um volante e depois extrair a energia usando o volante para fazer funcionar um gerador. Esta patente contém muitas informações.
- Você pode armazenar aquecer diretamente e depois converter o calor em outra forma de energia, como eletricidade. Esta página discute alguns dos experimentos da NASA nesta área.
- Você pode usar ar comprimido para armazenar energia. Brinquedos como o Air Hog armazenam energia dessa maneira. A compressão de gases como nitrogênio produz nitrogênio líquido, e esta página fala sobre como você pode usar nitrogênio líquido para alimentar um carro.
- Uma das novas tecnologias que podem se tornar disponíveis no futuro envolve antimatéria . Quando você combina matéria normal com antimatéria, você obtém energia. Você armazena a energia criando a antimatéria. Esta página fala um pouco sobre isso.
Agora mesmo, nenhuma dessas técnicas pode comparar uma vela (outra forma de energia armazenada!) à gasolina no sentido de conveniência. As células de combustível que usam metanol parecem ser o concorrente mais próximo no momento, e provavelmente estará disponível para o público em geral nos próximos anos.
Esses links o ajudarão a aprender mais:
- Como funcionam as baterias
- Como funciona a gasolina
- Como funciona a economia do hidrogênio
- Como funcionam as células de combustível
- Como funcionam as células solares
- Como funcionam as usinas hidrelétricas
- Como funcionam os carros híbridos
- Como funcionam os carros elétricos
- Como a propulsão de fusão funcionará
- Como a espaçonave de antimatéria funcionará
- FAQ:Armazenamento de energia cinética
- Armazenamento de energia
- Avanços nos Sistemas de Armazenamento de Energia Flywheel
- Patente # 5, 124, 605:Métodos e aparelhos de armazenamento de energia com base em volante
- Universidade de Washington:Carro movido a nitrogênio líquido