Energia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 15/04/2025
Baterias base de gua so menos agressivas ao meio ambiente e no explodem.
[Imagem: Xiyue Zhang et al. – 10.1038/s41565-025-01898-0]
Baterias aquosas
Com problemas que vo do fornecimento de metais raros e caros insistncia das baterias de ons de ltio de se incendiarem sem aviso, uma bateria base de gua parece ser a tecnologia definitiva tanto para a portabilidade quanto para a eletrificao dos transportes.
Mas ainda h desafios rumo a essas baterias aquosas, ou s baterias com gua do mar – s recentemente se comprovou que as baterias de gua podem atingir capacidades prticas.
A boa notcia que Xiyue Zhang e colegas da Universidade de Maryland, nos EUA, superaram vrios desses desafios, desenvolvendo um novo sistema de eletrlitos que elimina barreiras tcnicas de longa data no armazenamento de energia aquosa.
Eles acreditam que seus novos eletrlitos possam fechar o hiato entre as baterias aquosas atuais – incluindo as tradicionais chumbo-cido e nquel-hidreto metlico – e as baterias de ons de ltio de ltima gerao, que no so aquosas.
“Ns desenvolvemos eletrlitos bicamada aquosos/orgnicos sem membrana e reduzimos a resistncia da interface e a mistura entre as fases aquosa e orgnica adicionando ionforos superlitoflicos,” detalhou Zhang.
O novo eletrlito evita o problema da mistura bifsica e da alta impedncia quando os ons de Li cruzam a interface, o que vinha detendo o desenvolvimento das baterias de ltio base de gua.
[Imagem: Xiyue Zhang et al. – 10.1038/s41565-025-01898-0]
Dificuldades tcnicas das baterias de gua
Um dos grandes desafios para dar um salto qualitativo nessas baterias inerentemente seguras e mais ambientalmente amigveis est em sua estreita janela de estabilidade eletroqumica, que limita a tenso de trabalho, a densidade energtica e o escopo de aplicao das baterias aquosas.
H cerca de uma dcada, a mesma equipe desenvolveu uma curiosa bateria feita com um nico material, que usava um eletrlito de gua em sal para aumentar a janela de estabilidade de 1,23 V para 3,0 V. Foi muito bom, mas no o suficiente.
Com o novo eletrlito desenvolvido agora, a janela operacional da bateria vai de 0 a 4,9 volts, abrindo as portas para baterias aquosas de densidade energtica verdadeiramente alta.
Durante os testes, o prottipo da equipe manteve um desempenho estvel aps mais de 2.000 ciclos, demonstrando uma durabilidade excepcional a longo prazo, mais do que o dobro tipicamente citado como patamar mnimo necessrio para que uma bateria chegue ao mercado.
Embora seja necessrio passar do laboratrio para a fabricao industrial, a equipe acredita que esta nova tecnologia pode representar o salto tecnolgico que faltava para viabilizar a eletrificao da aviao, eliminando todas as ressalvas de segurana existentes hoje.
Artigo: Li+(ionophore) nanoclusters engineered aqueous/non-aqueous biphasic electrolyte solutions for high-potential lithium-based batteries
Autores: Xiyue Zhang, Travis P. Pollard, Sha Tan, Nan Zhang, Jijian Xu, Yijie Liu, An L. Phan, Weiran Zhang, Fu Chen, Chongyin Yang, Enyuan Hu, Xiao-Qing Yang, Oleg Borodin, Chunsheng Wang
Revista: Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-025-01898-0
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