Cientistas usam luz do Sol para melhorar desempenho de baterias de zinco-ar

Cientistas usam luz do Sol para melhorar desempenho de baterias de zinco-ar

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 18 de Abril de 2022 às 16h40
jkraft5/Envato

Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul (KIST) desenvolveram uma nova tecnologia que melhora o desempenho das baterias de zinco-ar utilizando energia solar. Essas baterias, em tese, possuem alta densidade energética, baixo risco de explosão e não emitem poluentes.

As células de zinco-ar produzem eletricidade por meio de uma reação química entre o oxigênio da atmosfera e o zinco, tornado-as uma alternativa viável para substituir as baterias de íons de lítio, usadas atualmente na fabricação da maioria dos veículos elétricos de última geração.

“Nossa tecnologia utiliza um eletrocatalisador de ar bifuncional fotoativo com estrutura semicondutora, melhorando significativamente as taxas de reação de redução e evolução de oxigênio, responsáveis pela geração de eletricidade”, explica o professor de engenharia elétrica Joong Kee Lee, autor principal do estudo.

Luz solar

O catalisador bifuncional fotoativo é um composto que acelera as reações químicas absorvendo a energia da luz solar. Em uma bateria de zinco-ar que usa metal e ar como ânodo e cátodo, as taxas de reação e redução de oxigênio devem ser realizadas alternadamente para geração de energia elétrica.

Estrutura básica da bateria de zinco-ar com catalisador solar (Imagem: Reprodução/KIST)

Utilizando uma unidade estrutural básica de células solares e semicondutores, os pesquisadores conseguiram melhorar a atividade catalítica das baterias de zinco-ar, acelerando o processo de produção e redução de oxigênio para aprimorar a movimentação dos elétrons.

“A atividade catalítica de uma bateria de zinco-ar normalmente é muito lenta. Ao usar a energia solar como um catalisador bifuncional fotoativo, nós conseguimos elevar o potencial dessas células, aumentando seu desempenho de forma significativa”, acrescenta o professor Lee.

Testes promissores

A bateria de zinco-ar usada durante os testes de laboratório apresentou uma densidade de energia de 731,9 mAh g — valor semelhante ao encontrado em baterias desse tipo já existentes. Ao ser exposta à luz solar, essa densidade energética subiu para 781,7 mAh g, um aumento de 7%.

Desempenho da bateria de zinco-ar após mil ciclos de carga e descarga (Imagem: Reprodução/KIST)

Segundo os pesquisadores o resultado foi excelente, principalmente se for considerado o tempo de vida útil da bateria que atingiu 334 horas ou cerca de 1.000 ciclos de carga e descarga. Esse desempenho é muito melhor do que o observado entre os catalisadores disponíveis no mercado.

“A utilização da energia solar é uma parte importante não apenas para melhorar o desempenho eletroquímico das baterias, mas também para uma sociedade mais sustentável. Esperamos que esse estudo estimule o desenvolvimento de novas tecnologias, além de resolver os problemas das baterias de metal-ar que estão surgindo como alternativa às baterias de íons de lítio”, encerra Lee.

Fonte: National Research Council of Science & Technology

Gostou dessa matéria?

Inscreva seu email no Canaltech para receber atualizações diárias com as últimas notícias do mundo da tecnologia.