Pesquisadores chineses desenvolveram uma bateria baseada em água que promete ser mais segura e eficiente em energia do que as opções de lítio tradicionais. Essas novas baterias aquosas, utilizando uma solução de halogênios mistos, demonstraram ter uma densidade energética que poderia dobrar a das baterias de íon de lítio, marcando um potencial mudança na indústria de veículos elétricos e o armazenamento de energia em grande escala.
Em um avanço recente na tecnologia de baterias, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Física Química de Dalian (DICP), parte da Academia Chinesa de Ciências (CAS), desenvolveu uma bateria aquosa com capacidades energéticas que quase dobram as das células de lítio tradicionais. Esse desenvolvimento não só promete melhorar a segurança, mas também aumentar sua eficiência energética.
Segurança e eficiência energética da bateria aquosa
As baterias aquosas usam água como solvente para os eletrólitos, o que melhora significativamente sua segurança em comparação com as baterias de lítio não aquosas, que são altamente inflamáveis devido aos eletrólitos orgânicos que utilizam. Estes últimos, embora ofereçam uma alta densidade energética, comprometem a segurança.
Densidade energética melhorada
Embora as baterias aquosas geralmente apresentem uma densidade energética menor devido à solubilidade limitada do eletrólito e ao baixo voltagem, os pesquisadores do DICP conseguiram desenvolver uma bateria aquosa de alta densidade energética por meio de um cátodo de transferência de múltiplos elétrons baseado em bromo e iodo.
Inovações técnicas
O grupo liderado pelo Prof. Li Xianfeng e pelo Prof. Fu Qiang, também do DICP, usou uma solução mista de íons de iodeto (I-) e brometo (Br-) como eletrólito. Durante o processo de carga, os íons de iodeto são oxidados a iodato (IO3-) no lado positivo, enquanto os prótons gerados são transportados ao lado negativo como eletrólito de suporte. Este processo é revertido durante a descarga, permitindo uma reação eletroquímica reversível e rápida.
O cátodo desenvolvido alcançou uma capacidade específica de mais de 840 Ah/L e uma densidade energética de até 1200 Wh/L, segundo um estudo publicado na Nature Energy. Esses resultados não só superam a densidade energética de alguns materiais de eletrodos sólidos, mas também são comparáveis em custo às baterias tradicionais de lítio.
Impacto potencial e aplicações futuras
O aumento na capacidade e na densidade energética dessas baterias aquosas poderia ter um impacto significativo na indústria dos veículos elétricos e no armazenamento de energia em escala de rede. Além disso, o ciclo de vida poderia estender-se até 1000 ciclos, demonstrando uma estabilidade significativa.
O desenvolvimento de baterias aquosas com alta densidade energética oferece uma nova opção para o projeto de baterias mais seguras e eficientes. Este avanço não só é promissor para a aplicação em baterias de potência, mas também poderia expandir significativamente a aplicação em diversos campos da energia renovável e da sustentabilidade.