Bateria de plstico recarrega 10 vezes mais rpido que bateria de ltio

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 07/04/2021

Bateria de plstico

Qumicos russos desenvolveram um novo tipo de bateria que pode carregar 10 vezes mais rpido do que uma bateria de ons de ltio.

Alm disso, ela mais segura em termos de riscos potenciais de incndio e tem menor impacto ambiental.

Ao contrrio da maioria das pesquisas com baterias, que trabalham com metais, Anatoliy Vereshchagin e seus colegas da Universidade de So Petersburgo decidiram apostar em polmeros.

Os polmeros base de nitroxila (HNO) so conhecidos como promissores para o armazenamento de energia, apresentando alta densidade de carga e carregamento rpido. Mas eles nunca decolaram porque tambm apresentam uma condutividade eltrica baixa, o que impede a coleta dos eltrons mesmo quando so usados aditivos altamente condutores.

Vereshchagin encontrou uma soluo para essa baixa condutividade em um composto conhecido como salen – salicilaldedo (sal) e etilenodiamina (en) – combinado com o metal nquel.

O composto do metalpolmero resultante (Ni-Salen) funciona como um fio molecular, ao qual se ligam as molculas de nitroxila, que passam ento a contar com uma fiao altamente condutora.

“Em primeiro lugar, esses compostos podem ser usados como uma camada protetora para cobrir o cabo condutor principal da bateria, que de outra forma teriam que ser feitos dos materiais das baterias de ons de ltio tradicionais. E, em segundo lugar, eles podem ser usados como um componente ativo como materiais de armazenamento de energia eletroqumica,” explicou o professor Oleg Levin.

Bateria de plstico

Dos vrios polmeros sintetizados pela equipe, apenas um se mostrou suficientemente estvel e eficiente. Sua cadeia principal formada pelo complexo de nquel com ligantes salen, qual foi adicionado, por meio de ligaes covalentes, um radical livre estvel, de rpida oxidao e reduo (carga e descarga).

“Uma bateria fabricada com nosso polmero ir carregar em segundos – cerca de 10 vezes mais rpido do que uma bateria de ons de ltio tradicional. Isso j foi demonstrado por meio de uma srie de experimentos. No entanto, nesta fase, ela ainda fica para trs em termos de capacidade – 30 a 40% menor do que as baterias de ons de ltio. Atualmente, estamos trabalhando para melhorar este indicador, mantendo a taxa de descarga-carga,” disse Levin.

A equipe j fabricou um catodo – o eletrodo positivo – adequado para a bateria e agora est se voltando para o polo negativo. Mas, segundo Levin, eles no precisaro inventar outro material, precisando apenas selecionar o mais adequado entre as diversas opes disponveis.

Durvel e sem risco de exploso

O prottipo apresentou uma capacidade especfica de at 91,5 mAh por grama de material, retendo 87% de sua capacidade terica. Quanto durabilidade, a reteno de carga foi de 66% aps 2.000 ciclos de carga e descarga.

“A nova bateria capaz de operar em baixas temperaturas e ser uma excelente opo onde o carregamento rpido crucial. Ela segura de usar – no h nada que possa representar um perigo de combusto, ao contrrio das baterias base de cobalto que so largamente usadas hoje. Ela tambm contm significativamente menos metais que podem causar danos ambientais. O nquel est presente em nosso polmero em pequena quantidade, mas h muito menos nquel nela do que nas baterias de ons de ltio,” disse Levin.

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