Baterias de estado sólido baseadas em íons de alumínio foram desenvolvidas nos EUA – grandes, baratas e ecologicamente corretas

A prática mostra que o uso de baterias de lítio em sistemas de armazenamento de energia em grande escala pode ser inseguro. A ocorrência de um incêndio em tais instalações de armazenamento é uma ocorrência relativamente comum e difícil de combater. Mas antes de tudo, é um prazer muito caro, cujo retorno se estende por muitos anos. Os sistemas de armazenamento de energia das concessionárias precisam de soluções ecologicamente corretas e de baixo custo, e elas estão disponíveis.

Fonte da imagem: ACS

Os cientistas Wei Wang, Shuqiang Jiao e seus colegas da American Chemical Society (ACS) desenvolveram o que consideram baterias de íon de alumínio seguras e ecologicamente corretas. Mais precisamente, eles melhoraram as baterias de íons de alumínio com eletrólito líquido, criando um eletrólito de estado sólido e libertando baterias promissoras de suas “doenças infantis”.

Os desenvolvimentos anteriores de baterias líquidas de íons de alumínio foram limitados por dois fatores: seu eletrólito mais comum, o cloreto de alumínio líquido, corroía o ânodo de alumínio e era muito sensível à umidade, o que exacerbava a corrosão. Com tais características, era impossível contar com o funcionamento a longo prazo desse tipo de bateria.

Os pesquisadores adicionaram sais de fluoreto de alumínio ao eletrólito. O eletrólito nesta base revelou-se poroso, o que contribuiu para o movimento uniforme dos íons de alumínio e também aumentou a condutividade do eletrólito. Além disso, quando os investigadores criaram a sua bateria de iões de alumínio, utilizaram carbonato de fluoroetileno como aglutinante para criar um revestimento fino e duro nos eléctrodos que impedia a formação de cristais de alumínio, o que degradaria o desempenho da bateria.

Durante os experimentos, foi observado aumento da resistência à umidade da bateria, bem como estabilidade física e de temperatura. Além disso, na nova versão, a bateria resistiu a repetidos impactos de objeto pontiagudo sem ignição. Também não foi danificado quando aquecido a 200°C. Finalmente, a bateria demonstrou uma vida útil excepcionalmente longa, suportando 10.000 ciclos de carga e descarga com menos de 1% de perda da capacidade original.

O eletrólito sólido proposto para a bateria de íon de alumínio pode ser lavado e reutilizado com pouca perda de desempenho. É um sonho, não uma bateria, mas requer melhorias para aumentar os ciclos e a capacidade, acrescentam os cientistas.

É interessante acrescentar que esta pesquisa foi financiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pelo Programa Beijing Nova e pelo Projeto Interdisciplinar de Pesquisa para Jovens Docentes da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim.