Bateria com gua do mar pode revolucionar armazenamento de energia

0
82

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 12/01/2021

Em vez dos solventes comumente usados, a nova bateria funciona at com gua do mar.[Imagem: Zhenxing Feng Lab]

Bateria aquosa

Pesquisadores desenvolveram um novo componente para baterias que pode revolucionar a maneira como os dispositivos de armazenamento de energia so projetados e fabricados.

A liga base de zinco e mangans permite substituir os solventes comumente usados como eletrlitos nas baterias por algo muito mais seguro e barato, alm de abundante: gua do mar.

Embora as baterias de estado slido sejam as mais promissoras para substituir as baterias de aparelhos portteis, h demandas por formas de armazenamento de energia de grande porte, onde um eletrlito lquido no representa problemas.

Por exemplo, a energia renovvel – como elica e solar – pode ser guardada na forma de energia qumica, em tanques que podem ser ampliados conforme a necessidade; posteriormente, reaes qumicas adequadas convertem o composto de volta na energia eltrica necessria para alimentar veculos, celulares, laptops e muitos outros dispositivos e mquinas, sem as restries de intermitncia dos ventos e do Sol.

Positivo, negativo e meio de transporte

Uma bateria consiste em dois terminais – o anodo (negativo) e o catodo (positivo), normalmente feitos de materiais diferentes – e um eletrlito, um meio qumico que permite o fluxo de carga eltrica – h tambm separadores adequados entre esses materiais.

Nas conhecidas baterias de ons de ltio, como seu nome sugere, uma carga eltrica transportada por meio de ons de ltio conforme eles se movem atravs do eletrlito, indo do anodo para o catodo durante o uso, e de volta durante a recarga.

“Os eletrlitos nas baterias de ons de ltio so normalmente dissolvidos em solventes orgnicos, que so inflamveis e muitas vezes se decompem em altas tenses de operao. Portanto, h obviamente preocupaes de segurana, incluindo o crescimento de dendritos de ltio na interface eletrodo-eletrlito, que podem causar um curto entre os eletrodos,” explica o professor Zhenxing Feng, da Universidade Estadual do Oregon, nos EUA.

Bateria com

Embora a gua do mar chame a ateno, o segredo da inovao est em uma liga nanoestrutura de zinco e mangans.[Imagem: Huajun Tian et al. – 10.1038/s41467-020-20334-6]

Liga nanoestruturada mais gua do mar

por isso que Feng e sua equipe esto propondo uma soluo aquosa para a sua bateria, justificando que os eletrlitos aquosos so competitivos em termos de custos, ambientalmente benignos, permitem carregamento rpido e suportam altas densidades de energia.

A soluo consiste em uma liga nanoestruturada de zinco e mangans, que forma uma espcie de cermica porosa.

“O uso de zinco permite transferir duas vezes mais cargas [eltricas] do que o ltio, melhorando assim a densidade de energia da bateria. O uso da liga com sua nanoestrutura especial no apenas suprime a formao de dendritos, ao controlar a termodinmica da reao de superfcie e a cintica da reao, mas tambm demonstra uma estabilidade superelevada ao longo de milhares de ciclos sob condies eletroqumicas severas.

“Ns tambm testamos nossa bateria aquosa usando gua do mar, em vez de gua desionizada de alta pureza, como eletrlito. Nosso trabalho demonstrou o potencial comercial para a fabricao em larga escala dessas baterias,” finalizou Feng.

Bibliografia:

Artigo: Stable, high-performance, dendrite-free, seawater-based aqueous batteriesAutores: Huajun Tian, Zhao Li, Guangxia Feng, Zhenzhong Yang, David Fox, Maoyu Wang, Hua Zhou, Lei Zhai, Akihiro Kushima, Yingge Du, Zhenxing Feng, Xiaonan Shan, Yang YangRevista: Nature CommunicationsVol.: 12, Article number: 237DOI: 10.1038/s41467-020-20334-6

Seguir Site Inovação Tecnológica no Google Notícias

Outras notcias sobre:

Mais tópicos