Baterias de sdio slidas mais perto de desbancar as de ltio

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/05/2021

Bateria de sdio

J h algum tempo se espera que as baterias de sdio substituam as baterias de ltio, porque so baterias de estado slido e potencialmente muito baratas – o sdio pode ser extrado da gua do mar.

Mas ainda havia um gargalo a ser corrigido: As baterias de sdio formam os mesmos dendritos – estruturas em foram de espinho – que fazem com que as baterias de ltio parem de funcionar ou, vez por outra, explodam.

Esse problema acaba de ser resolvido por uma equipe da Universidade de Washington, nos EUA.

E a soluo um tanto inusitada: A equipe simplesmente se livrou do anodo, o eletrodo positivo da bateria.

Dendritos

Uma bateria de ons de ltio tradicional consiste em um catodo (negativo) e um anodo (positivo), os quais armazenam ons de ltio; um separador para manter cada um desses dois eletrodos no lugar; e um eletrlito, o lquido atravs do qual os ons de ltio se movem.

Quando o ltio flui do anodo para o catodo, os eltrons livres saem do coletor de corrente para o dispositivo que est sendo alimentado, enquanto o ltio ruma pelo separador at o catodo. Para recarregar, o processo invertido e o ltio passa do catodo, atravs do separador, at o anodo.

Vrias equipes j haviam tentado imitar esse processo com as baterias de sdio – que tm a vantagem de dispensar o eletrlito lquido – eliminando o eletrodo positivo porque o sdio pode simplesmente se acumular na forma metlica.

“Mas o problema tem sido que, com essa qumica bem conhecida, ningum jamais mostrou que essa bateria sem anodo pode ter uma vida til razovel. Elas sempre falham muito rapidamente ou tm uma capacidade muito baixa ou requerem processamento especial do coletor de corrente,” explica o professor Peng Bai.

Clula transparente, usada pela equipe para encontrar a qumica ideal para se livrar do eletrodo positivo.
[Imagem: Bai Lab]

Bateria sem anodo

A equipe do professor Bai, contudo, conseguiu agora projetar uma bateria de sdio usando apenas uma fina camada de folha de cobre no lado do anodo. Essa folha de cobre funciona como o coletor de corrente, ou seja, a bateria no tem um material de anodo ativo.

Em vez de fluir para um polo positivo, onde permaneceriam at a hora de voltarem para o catodo, os ons de sdio so transformados em metal: Primeiro, eles revestem a folha de cobre e depois se dissolvem quando chega a hora de retornar ao catodo para que a bateria seja recarregada.

“Em nossa descoberta, no h dendritos, nenhuma estrutura semelhantes a dedos,” disse o pesquisador Bingyuan Ma. “Esse tipo de modo de crescimento nunca foi observado para esse tipo de metal alcalino.”

“Olhe seu telefone celular, seu carro eltrico. Um quarto do custo desses itens vem da bateria,” acrescentou o professor Bai. “As baterias de sdio usam um metal mais comum do que as baterias de ltio, elas tm a mesma densidade de energia das baterias de ltio; e so menores e mais baratas do que as baterias de ltio, graas eliminao do anodo.”

Agora esperar que a equipe passe dos pequenos prottipos de laboratrio para dispositivos mais prximos do uso real.

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