Os cientistas continuam a procurar uma alternativa às populares baterias de iões de lítio e, algum dia, a quantidade de investigação irá definitivamente transformar-se em qualidade. Enquanto isso, pesquisadores da Austrália compartilharam um desenvolvimento novo e potencialmente promissor – a bateria de troca de íons de zinco RAZB com um eletrólito feito de água comum. Essas baterias serão à prova de fogo e totalmente recicláveis, o que também promete torná-las mais acessíveis.
Fonte da imagem: Universidade RMIT
O trabalho dedicado ao desenvolvimento foi publicado na revista Advanced Materials. Nele, cientistas do Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), juntamente com colegas de outras instituições, relataram como conseguiram o funcionamento sustentável de uma bateria baseada em zinco e água. Observe que a bateria do protótipo tinha uma capacidade significativamente menor do que uma célula de íon de lítio semelhante, mas era comparável a ela em termos de número de ciclos de carga e descarga, o que por si só torna o desenvolvimento interessante.
Ao criar uma célula de íon zinco com um eletrólito aquoso, os cientistas resolveram dois problemas principais. Primeiro, era necessário evitar a formação de dendritos – depósitos metálicos semelhantes a pontas nos eletrodos que se acumulam à medida que as baterias funcionam e levam a um curto-circuito. Em segundo lugar, durante o funcionamento da bateria, o hidrogênio começou a ser liberado da água. Este processo também precisava ser desacelerado, caso contrário poderia causar danos à bateria.
Para combater os dendritos, foram selecionados revestimentos de tungstênio e óxido para os eletrodos. Experimentos mostraram que isso reduziu os depósitos nos eletrodos e aumentou o ciclo de vida das baterias. Para reduzir a formação de hidrogênio a partir de um eletrólito aquoso, foi proposta uma solução para regular o nível de acidez da solução. Em geral, o protótipo e a direção escolhida foram considerados um sucesso e continuarão em desenvolvimento.
Ao mesmo tempo, os pesquisadores consideram as baterias de íons de magnésio mais promissoras. O protótipo que criaram tinha uma densidade de energia de 75 Wh/kg. Isso representa aproximadamente 30% das modernas baterias de íon de lítio produzidas em massa, e você já pode trabalhar com isso.
Mais leve que metais alternativos como zinco e níquel, o magnésio fornece densidade de energia superior. Ele promete tempos de carregamento mais rápidos e maior potência para suportar dispositivos e aplicativos que consomem muita energia.
«O próximo passo é aumentar a densidade de energia das nossas baterias de água através do desenvolvimento de novos nanomateriais como materiais para eletrodos”, prometem os cientistas.