Ciência

Grupo de cientistas está desenvolvendo baterias à base de água

Essas baterias já são melhores do que as outras à base de água. Mas há uma grande limitação: elas só funcionam por cerca de 70 ciclos

Uma nova peça de bateria à base de água pode ser a chave para baterias seguras e potentes que não correm o risco de se incendiarem. Embora elas não durem tanto quanto as baterias convencionais, os pesquisadores esperam que seja um próximo passo importante para resolver o problema das explosões dos eletrônicos.

As baterias mais comuns são baterias de íons de lítio, que possuem condutores elétricos ou eletrodos, nos dois lados. Estes carregam e descarregam quando os íons se movem de um eletrodo para o outro. Os eletrólitos no meio ajudam os íons a se moverem. Na maioria das vezes, os eletrólitos são feitos de produtos químicos orgânicos que se inflamam facilmente. Também existem eletrólitos à prova de fogo e à base de água, mas porque a água não é muito reativa, essas baterias mais seguras geralmente não são muito poderosas, diz Chunsheng Wang, engenheiro da Universidade de Maryland e co-autor do novo estudo. Agora, os cientistas desenvolveram baterias de íon de lítio com um eletrólito à base de água que não explodirá e pode atingir quatro volts – a mesma tensão que os eletrólitos orgânicos mais comuns. Os resultados foram publicados no jornal Joule.

Há alguns anos atrás, a equipe de Wang (trabalhando com o químico Kang Xu no US Army Research Laboratory) criou um eletrólito à base de água que atingiu três volts. Mas, embora o eletrólito fosse seguro, ele degradou um dos eletrodos, então não conseguiu segurar muita energia. Agora, eles desenvolveram um eletrólito à base de água com uma característica especial que apenas os eletrólitos orgânicos geralmente possuem: um revestimento sólido que protege os eletrodos da degradação.

Em baterias de íon de lítio com eletrólitos orgânicos, alguns dos produtos químicos se decompõem em uma camada sólida e protetora na superfície do eletrodo durante a primeira carga. Esta camada é chamada de “interfase de eletrólito sólido” (SEI). Os eletrólitos à base de água geralmente não têm um SEI, porque a água em decomposição não forma nenhum dos produtos químicos para fazer a camada sólida.

Mas a equipe criou um eletrólito à base de água com uma concentração muito alta de sal, e esse eletrólito foi capaz de criar um SEI. Então, você ainda obtém a segurança da água, juntamente com uma camada sólida que protege os eletrodos de quebrar, permitindo que ele mantenha mais energia.

Essas baterias já são melhores do que as outras à base de água. Mas há uma grande limitação: elas só funcionam por cerca de 70 ciclos, e as empresas de bateria querem baterias que duram pelo menos 500. Com isso, o próximo passo consiste em preparar uma bateria com um ciclo mais longo.

Breno Donato

Baiano, estudante da bela ciência Farmacêutica com visão humanizada. Apaixonado também por MPB e karatê. Aspirante a escritor nessa loucura aqui!