Uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma bateria de sódio totalmente em estado sólido que opera em temperatura ambiente e até abaixo de zero.
Se as baterias íon de lítio são hoje onipresentes e geralmente eficientes, estão longe de serem impecáveis. A sua extracção tem um impacto ambiental significativo, o seu custo permanece elevado e os riscos de incêndio associados à fuga térmica persistem.
Durante muito tempo, a fabricação de baterias de sódio, e mais precisamente de baterias sódio totalmente sólidofoi considerada uma alternativa. No entanto, um grande problema permaneceu para este tipo de bateria: a fraca condutividade iónica dos seus electrólitos à temperatura ambiente tornou a sua utilização irrealista em sectores como os automóveis eléctricos. E no frio seu desempenho é muito limitado. Mas uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia (San Diego) conseguiu desenvolver uma bateria de sódio totalmente sólida que funciona em temperatura ambiente e até abaixo de zero grau.
Como eles conseguiram isso?
A equipe de pesquisadores utilizou borohidreto de sódio, um composto instável, submetendo-o a um ciclo térmico: aquecimento até o limiar de cristalização seguido de resfriamento repentino. Este choque térmico permitiu estabilizar uma estrutura cristalina dita metaestável, dotada de uma capacidade de condução iónica sem precedentes, mesmo no frio.
Graças a esta estrutura é possível projetar cátodos mais espessos, o que aumenta a densidade de energia (capacidade de armazenamento para o mesmo volume). Este avanço permite que as baterias de sódio finalmente apresentem desempenhos eletroquímicos comparáveis aos das baterias de lítio.
As vantagens da bateria de sódio totalmente sólida
Em primeiro lugar, o sódio é muito mais abundante na Terra do que o lítio. Portanto, seu custo é significativamente menor. Somado a isso, uma extração mais simples e, acima de tudo, mais ecológico. A extração de lítio causa poluição significativa do solo e requer uma quantidade astronômica de água, o que agrava a escassez de água nas regiões de mineração. Extração o sódio também não deixa de ter consequências, mas a sua abundância torna tudo mais fácil.
Então, as baterias totalmente sólidas de sódio apresentam uma séria vantagem em termos de segurança. Como o próprio nome sugere, este tipo de bateria não contém líquido inflamável, o que elimina o risco de incêndio por fuga térmica. Esta é uma diferença notável em relação às baterias de lítio. Infelizmente, incêndios causados por baterias de lítio superaquecidas não são incomuns. Por fim, podemos citar também o fato das baterias de sódio serem mais duráveis, suportando mais ciclos de carga sem perder capacidade.
Uma nova alternativa
Os pesquisadores ressaltam, porém, que as baterias de sódio não substituirão as baterias de lítio. Pelo contrário, é uma nova alternativa que poderia atender a demandas específicas. Independentemente disso, os avanços nesta área continuam. Por sua vez, a MG revelou o primeiro carro equipado com bateria semissólida.
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Fonte :
Cell.com