A Universidade Lehigh, nos Estados Unidos, apresentou uma nova aplicação para seu sistema de armazenamento térmico de 150 kWh, que utiliza cimento especialmente desenvolvido e tubos capazes de transferir calor. A tecnologia poderia recuperar parte da energia liberada pelos servidores usados em inteligência artificial.
Pesquisadores da Universidade Lehigh, na Pensilvânia, Estados Unidos, apresentaram em 8 de outubro de 2026 uma aplicação de sua bateria térmica feita com materiais cimentícios, projetada para armazenar calor e reutilizá-lo em processos energéticos. A proposta é voltada especialmente para centros de dados, instalações que consomem grandes quantidades de eletricidade e geram calor residual durante o funcionamento de servidores e sistemas de inteligência artificial.
O desenvolvimento, chamado Lehigh Thermal Battery, conta com um protótipo experimental de 150 quilowatts-hora térmicos (kWh) e utiliza uma combinação de concreto especialmente formulado e termossifões para armazenar e transferir energia térmica.
A tecnologia busca recuperar parte do calor que normalmente precisa ser removido por sistemas de refrigeração e aproveitá-lo posteriormente em aplicações como aquecimento, processos industriais ou produção de frio.
Embora a universidade tenha apresentado essa aplicação em outubro, o sistema não é totalmente novo. Seu protótipo de 150 kWh já havia sido construído e avaliado em pesquisas publicadas em 2023. A novidade é a possível integração com centros de dados, uso para o qual ainda não foi demonstrada uma implementação comercial.
Como funciona uma bateria feita de concreto
Ao contrário das baterias convencionais de íons de lítio, que armazenam energia por meio de reações eletroquímicas, o sistema desenvolvido pela Lehigh funciona acumulando calor em um material sólido.
Seu principal componente é uma matriz de cimento especialmente desenvolvida para suportar ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento.
Ao receber energia térmica, o material tem sua temperatura elevada e retém parte desse calor. Posteriormente, a energia armazenada pode ser extraída e utilizada em outros processos.
O desafio de usar concreto como meio de armazenamento é que, embora ele possa conservar grandes quantidades de calor, sua condutividade térmica limita a velocidade com que a energia entra e sai do material.
Para resolver esse problema, os pesquisadores incorporaram 22 termossifões com aletas, dispositivos tubulares que contêm um fluido capaz de evaporar e condensar para transportar calor.
Esse mecanismo permite distribuir a energia térmica de maneira mais uniforme pelo interior do material e acelerar tanto a carga quanto a descarga.
O protótipo experimental construído no Centro de Pesquisa Energética da Lehigh tem aproximadamente 1,5 metro de diâmetro e 4,6 metros de altura.
Seu projeto modular permitiria desenvolver instalações de maior capacidade com a integração de várias unidades.
Protótipo de 150 kWh já superou testes experimentais
A bateria térmica foi objeto de pesquisas experimentais cujos resultados foram publicados em 2023 na revista científica Energy.
Durante os testes, foi utilizado ar quente para transferir energia ao sistema e avaliar a capacidade do concreto de armazenar e liberar calor em diferentes condições.
Os pesquisadores demonstraram uma capacidade de armazenamento de 150 kWh térmicos, além de um comportamento relativamente uniforme da temperatura e uma resposta rápida dos termossifões.
O estudo registrou uma eficiência global do ciclo de carga e descarga próxima de 70%.
Nas avaliações do material sólido, foram obtidas eficiências superiores a 94%, mas esse número corresponde a uma medição específica do meio de armazenamento, e não ao desempenho integral de uma futura instalação.
O sistema foi desenvolvido para operar em temperaturas elevadas, e os pesquisadores também realizaram testes com ar quente a temperaturas próximas de 500 °C.
Esses resultados demonstram que a tecnologia pode armazenar calor em condições experimentais controladas.
No entanto, os 150 kWh correspondem a energia térmica, e não a eletricidade disponível para alimentar diretamente servidores ou equipamentos eletrônicos.
Para gerar eletricidade a partir do calor armazenado, seria necessário incorporar tecnologias adicionais de conversão de energia, com as respectivas perdas de eficiência.
Inteligência artificial abre uma nova aplicação para essa tecnologia
Os centros de dados precisam manter temperaturas controladas para garantir o funcionamento de processadores, unidades de armazenamento e outros componentes eletrônicos.
Grande parte da eletricidade usada por esses equipamentos acaba se transformando em calor, que precisa ser removido para evitar o superaquecimento.
O crescimento da inteligência artificial está ampliando as necessidades de processamento e a concentração de equipamentos de alta potência, o que também aumenta os desafios de refrigeração.
Atualmente, uma parcela significativa desse calor é transferida para o ambiente sem ser aproveitada para outros usos energéticos.
A proposta da Lehigh busca incorporar sistemas de armazenamento térmico capazes de receber parte dessa energia e conservá-la até que haja uma demanda útil.
O princípio é relativamente simples: em vez de liberar imediatamente todo o calor recuperado, uma instalação poderia armazená-lo e aproveitá-lo posteriormente.
Essa separação entre o momento em que o calor é gerado e aquele em que é utilizado poderia facilitar sua integração a outras infraestruturas energéticas.
Ainda assim, a viabilidade dependerá das temperaturas disponíveis, da quantidade de energia recuperável e da existência de consumidores capazes de aproveitar esse calor.
O calor poderia ser reutilizado para aquecimento e refrigeração
A Universidade Lehigh identifica várias aplicações potenciais para seu sistema de armazenamento.
Uma delas é o aquecimento de edifícios ou redes de distribuição térmica, nas quais o calor recuperado poderia substituir parcialmente outras fontes de energia.
Também se considera seu uso em processos industriais que demandam calor, como determinadas operações de secagem e tratamento de materiais.
Outra possibilidade é integrar a bateria a equipamentos de refrigeração por absorção, capazes de usar energia térmica para produzir frio.
Nesse cenário, parte do calor gerado pelos servidores poderia ser recuperada e, posteriormente, usada para contribuir com a refrigeração das instalações.
Os pesquisadores também estudam configurações que permitam gerar eletricidade por meio de ciclos orgânicos de Rankine, sistemas que aproveitam diferenças de temperatura para acionar equipamentos de geração.
A Lehigh propõe aplicações de recuperação e aproveitamento térmico em faixas de aproximadamente 120 °C a 220 °C.
No entanto, há um desafio técnico relevante: o calor residual dos data centers costuma estar em temperaturas consideravelmente inferiores às usadas nos testes originais do protótipo.
Para aproveitá-lo em processos que exigem temperaturas mais altas, podem ser necessários equipamentos adicionais, como bombas de calor, que consomem energia.
Por isso, os resultados dos testes de laboratório em altas temperaturas não permitem afirmar que uma instalação abastecida exclusivamente com calor residual dos servidores terá o mesmo desempenho.
Tecnologia avança rumo à comercialização
O projeto começou como uma colaboração entre o Centro de Pesquisa Energética da Lehigh, seu centro de engenharia de estruturas avançadas ATLSS e a empresa Advanced Cooling Technologies.
As pesquisas receberam financiamento do Departamento de Energia dos Estados Unidos, que apoiou o desenvolvimento de sistemas capazes de armazenar calor e aumentar a flexibilidade de instalações energéticas.
Em 2026, pesquisadores da universidade obtiveram duas patentes relacionadas a essa tecnologia.
Uma protege componentes do dispositivo e seu funcionamento como sistema de armazenamento térmico, enquanto a outra se refere a uma formulação cimentícia desenvolvida para resistir a ciclos repetidos de temperatura.
A tecnologia também iniciou um processo de transferência comercial por meio da Energy Storage Technologies, Inc., empresa ligada aos pesquisadores que participaram do desenvolvimento.
A empresa obteve uma licença para avançar na exploração comercial das inovações.
No entanto, ter patentes e uma licença tecnológica não significa que já existam instalações comerciais em operação.
Até a apresentação de outubro de 2026, a universidade não havia comprovado uma implementação comercial do sistema para recuperar calor de um data center nem publicado resultados operacionais de uma instalação desse tipo.
O desafio de transformar calor desperdiçado em energia útil
O interesse pelas baterias térmicas está ligado à necessidade de aproveitar melhor a energia que atualmente se perde em diversos processos industriais e tecnológicos.
Materiais como o concreto oferecem possibilidades de armazenamento com componentes amplamente usados na construção, embora seu desempenho, sua durabilidade e seus custos precisem ser avaliados para cada aplicação.
Em comparação com uma bateria eletroquímica, o armazenamento térmico pode ser especialmente útil quando a demanda final é por calor, e não por eletricidade.
Nesses casos, evitar conversões energéticas desnecessárias pode aumentar a eficiência geral de uma instalação.
Para os data centers, a tecnologia representa uma linha de pesquisa que combina gestão térmica, armazenamento de energia e recuperação de calor residual.
Os próximos desafios serão demonstrar seu funcionamento com as temperaturas reais dessas instalações, avaliar sua integração com equipamentos de refrigeração e determinar se os benefícios energéticos compensam os investimentos necessários.
A bateria de concreto da Lehigh já conta com resultados experimentais que comprovam sua capacidade de armazenar energia térmica. Sua aplicação no aproveitamento do calor dos data centers, por outro lado, ainda é uma proposta tecnológica que precisa passar por novas validações antes de poder ser usada comercialmente em larga escala.
