How scientists turn lakes into giant batteries

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery

No ano de 2020, a maior bateria de ião de lítio do mundo

is hooked up to the Southern California power grid

está acoplada à rede de energia da Califórnia do Sul

and can provide 250 million watts of power,

e pode fornecer 250 milhões de watts de energia,

or enough to power about 250,000 homes.

ou seja, a energia suficiente para 250 000 lares.

But it’s actually not the biggest battery in the world:

Mas, na realidade, não é a maior bateria do mundo:

these lakes are.

estes lagos é que o são.

Wait— how can a pair of lakes be a battery?

Esperem — como é que dois lagos podem ser uma bateria?

To answer that question, it helps to define a battery:

Para responder a esta questão, convém definir uma bateria:

it’s simply something that stores energy and releases it on demand.

é uma coisa que armazena energia e a liberta, quando necessário.

The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars

As baterias de ião de lítio que alimentam os telemóveis,

os computadores portáteis e carros

are just one type.

são apenas um dos tipos.

They store energy in lithium ions.

Armazenam energia em iões de lítio.

To release the energy, the ions are separated from their electrons,

Para libertar energia, os iões são separados dos seus eletrões,

depois voltam a juntar-se na outra extremidade da bateria

then rejoined at the other end of the battery

as a new molecule with lower energy.

como uma nova molécula com energia mais baixa.

How do the two lakes store and release energy?

Como é que os dois lagos armazenam e libertam energia?

First, one is 300 meters higher than the other.

Primeiro, um está 300 metros acima do outro.

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

A eletricidade alimenta bombas

que movimentam milhares de milhões de litros de água

from the lower lake to the higher one.

do lago mais baixo para o lago mais alto.

This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.

Isto armazena a energia, dando à água potencial energia extra gravitacional.

Then, when there’s high demand for electricity,

Depois, quando há uma grande procura de eletricidade,

valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill

as válvulas abrem-se, libertando a energia armazenada

deixando a água correr pela colina abaixo

to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power

para alimentar seis turbinas gigantescas

que podem gerar 3000 milhões de watts de energia durante 10 horas.

for 10 hours.

We’re going to need more and more giant batteries.

Vamos precisar cada vez mais de baterias gigantes.

That’s because right now, generating enough electricity to power the world

Isso porque neste momento,

gerar eletricidade suficiente para alimentar o mundo

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

produz uma quantidade insustentável de gases com efeitos de estufa:

14 billion tons per year.

catorze mil milhões de toneladas por anos.

We’ll need to get that number down to net-zero.

Vamos precisar de reduzir esse número a zero líquido.

But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.

Mas muitas fontes de energia limpa não podem produzir eletricidade sem parar.

So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.

Por isso, para fazer a mudança,

precisamos de uma forma de armazenar a eletricidade até ela ser necessária.

That means we need grid-scale batteries:

Isso significa que precisamos de baterias à escala da rede:

batteries big enough to power multiple cities.

baterias suficientemente grandes para alimentar muitas cidades.

Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far

Infelizmente, nenhuma das baterias gigantescas de que falámos até aqui

can solve this problem.

pode resolver este problema.

The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,

O funcionamento destes dois lagos exige uma geografia específica,

ocupa uma grande extensão de terreno

and has high upfront costs to build.

e tem um custo muito alto para ser construído.

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

Entretanto, a bateria gigantesca de ião de lítio, na Califórnia,

can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.

pode alimentar cerca de 250 000 lares, sim, mas só durante uma hora.

Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.

As baterias de ião de lítio são ótimas

para coisas que não consomem muita energia.

But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.

Mas para armazenar muita energia, têm de ser enormes e pesadas.

That’s why electric planes aren’t a thing:

É por isso que os aviões elétricos não são uma solução:

the best electric plane can only carry two people

o melhor avião elétrico só pode levar duas pessoas

for about 1,000 kilometers on one charge,

durante 1000 km com uma só carga

or its batteries would be too heavy to fly.

ou as suas baterias seriam demasiado pesadas para voar.

A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km

Um avião a jato normal pode transportar 300 pessoas por mais de 14 000 km,

before refueling.

antes de se reabastecer.

Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.

O fabrico das baterias de ião de lítio também precisa de certos metais pesados.

These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.

Estes recursos são limitados,

e a sua exploração mineira cauda danos ambientais.

Inventors all over the world are rising to the challenge

Os inventores do mundo inteiro estão a enfrentar o desafio

of making batteries that can meet our needs—

de fabricar baterias que possam satisfazer as nossas necessidades

many of them even weirder than the two lakes.

— muitas delas ainda mais estranhas do que os dois lagos.

One company is building a skyscraper battery.

Uma empresa está a construir uma bateria do tamanho de um arranha-céus.

When the sun is shining, a crane powered by solar energy

Quando o sol brilha, uma grua alimentada por energia solar

piles blocks on top of each other in a tower.

empilha blocos uns por cima de outros, numa torre.

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

À noite, as gruas deixam que a gravidade faça cair os blocos

and use the resulting power to spin generators.

e usa a energia daí resultante para alimentar geradores.

Though there have been some early setbacks,

Embora tenha havido alguns revezes iniciais,

another promising approach involves heating up salts until they melt.

outra abordagem promissora envolve o aquecimento de sais

até eles se derreterem.

The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,

O sal derretido pode ser guardado até haver grande procura de eletricidade,

then used to boil water.

e depois usado para aquecer água.

The steam can power turbines that generate electricity.

O vapor pode alimentar turbinas que geram eletricidade.

Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,

Outra ideia: as baterias biológicas, feitas de papel,

alimentadas por bactérias, e ativadas por cuspo.

and activated by spit.

Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,

As bactérias libertam energia sob a forma de eletrões quando metabolizam a glucose,

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

e pelo menos uma espécie de bactérias podem transferir esses eletrões

outside its cells, completing a circuit.

para fora das suas células, completando um circuito.

While these batteries won’t power a city, or even a house,

Embora estas baterias não possam alimentar uma cidade, nem mesmo uma casa,

they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.

não têm o desperdício e o custo das baterias tradicionais.

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

Dos grandes lagos das montanhas às bactérias microscópicas,

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

das baterias de água do mar

que ultrapassam a necessidade da metais pesados

to nuclear batteries that power deep space missions,

às baterias nucleares que alimentam missões espaciais,

we're constantly rethinking what a battery can be.

estamos a repensar consistentemente o que uma bateria pode ser.

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

A próxima bateria improvável poderá estar escondida à plena vista

just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.

— à espera de ser descoberta e de nos ajudar a um futuro sustentável.