Bateria de sódio-enxofre que não pega fogo pode substituir células de lítio
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Pesquisadores da Universidade do Texas, nos EUA, desenvolveram uma bateria eficiente de sódio-enxofre que impede a formação de dendritos, um dos maiores obstáculos que dificultam sua utilização em larga escala como substituta viável das células de energia feitas à base de íons de lítio.
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Os dendritos são estruturas parecidas com agulhas que se formam no ânodo (polo negativo) das baterias de sódio, causando uma degradação muito mais rápida, além de curtos-circuitos, incêndios e até explosões quando expostas a longos períodos de carga e descarga durante sua vida útil.
"Essa é uma tecnologia dos sonhos porque o sódio e o enxofre são abundantes, ambientalmente amigáveis e possuem menor custo que o lítio. Com a eletrificação expandida e a necessidade crescente de armazenamento de energia renovável, o custo e a acessibilidade serão um fator dominante no futuro", explica o professor de engenharia mecânica Arumugam Manthiram, autor principal do estudo.
O segredo está nos eletrólitos
Para estabilizar a bateria de sódio-enxofre, os cientistas ajustaram a composição do eletrólito — líquido que possibilita o movimentos dos íons para frente e para trás entre o cátodo e o ânodo, estimulando o carregamento e o descarregamento das células de energia fabricadas atualmente.
Eles conseguiram criar um eletrólito que impede a dissolução do enxofre, evitando a migração do material entre os dois eletrodos dentro da bateria, o que pode causar a formação dos dendritos e, consequentemente, a perda gradual da sua capacidade de armazenar energia de forma segura.
“Quando você coloca muito açúcar na água, nem tudo se dissolve e ela se torna viscosa. Algumas substâncias ficam parcialmente dissolvidas e é esse estado intermediário que gostaríamos de obter para evitar o vai e vem de materiais indesejados dentro das baterias”, acrescenta o estudante de doutorado Amruth Bhargav, coautor do estudo.
Meio dissolvido
O novo eletrólito criado pelos pesquisadores foi projetado com a diluição de uma solução salina concentrada em um solvente inerte, garantindo que a substância resultante conservasse esse estado “meio dissolvido”. Essa abordagem evita reações indesejadas nos eletrodos, prolongando a vida útil da bateria.
Em comparação com as células de lítio, cuja mineração causa impactos sérios como a poluição do solo e as emissões de carbono, o sódio está disponível no oceano de forma abundante. Além disso, sua extração é muito mais barata, sustentável e não gera danos ambientais tão agressivos.
“Nós planejamos testar esse sistema com baterias maiores para ver se a técnica pode ser aplicada em conjunto com outras tecnologias, como em veículos elétricos ou no armazenamento de recursos renováveis, como energia eólica e solar”, encerra o professor Arumugam Manthiram.
Fonte: University of Texas