Baterias de água prometem eliminar riscos de incêndio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/02/2024

A estrutura da bateria de água pode ser baseada em uma série de metais que não o lítio.
[Imagem: Xiaomeng Tian et al. - 10.1002/adma.202400237]

Bateria de água

Se uma bateria com extintor de incêndio embutido não é suficiente para tranquilizá-lo de que seu veículo elétrico não arderá em chamas, logo você poderá contar com uma "bateria de água".

Uma equipe internacional criou baterias recarregáveis à base de água, que têm como principal vantagem o fato de que nunca irão pegar fogo e menos ainda explodir.

"O que projetamos e fabricamos são baterias aquosas de íons metálicos - ou podemos chamá-las de baterias de água," disse o professor Tianyi Ma, da Universidade RMIT, na Austrália.

E a simplicidade dos processos de fabricação utilizados para fabricar as baterias de água pode ajudar a viabilizar sua produção em massa.

A equipe usou água para substituir os eletrólitos orgânicos, que permitem o fluxo de corrente elétrica entre os terminais positivo e negativo da bateria. Isso significa que as baterias não podem iniciar um incêndio ou explodir, ao contrário das baterias de íons de lítio, e ainda podem ser mais facilmente descartadas ou recicladas ao final da vida útil.

"Enfrentando os desafios de eliminação no fim de vida que os consumidores, a indústria e os governos enfrentam globalmente com a atual tecnologia de armazenamento de energia, as nossas baterias podem ser desmontadas com segurança e os materiais podem ser reutilizados ou reciclados," disse Ma.

A equipe obteve progressos significativos também nas baterias de zinco.
[Imagem: Xiaomeng Tian et al. - 10.1002/adma.202400237]

Bateria que não pega fogo

A equipe alcançou sua inovação enfrentando um dos maiores problemas das baterias de íons de lítio, a formação de dendritos, minúsculas agulhas que crescem dentro da bateria, eventualmente causando os curtos-circuitos e as explosões.

Eles revestiram as partes afetadas pelos dendritos com um metal chamado bismuto e seu óxido (também conhecido como ferrugem), criando uma camada protetora que impede a formação dos dendritos.

Agora eles estão explorando diversos metais para encontrar a versão mais eficiente das baterias de água. "Usamos materiais como magnésio e zinco, abundantes na natureza, baratos e menos tóxicos do que as alternativas utilizadas em outros tipos de baterias, o que ajuda a reduzir os custos de fabricação e reduz os riscos à saúde humana e ao meio ambiente," disse Ma.

A linha inferior mostra a microestrutura das baterias desenvolvidas pela equipe, com uma estabilidade que garantirá uma vida útil muito superior à das baterias atuais.
[Imagem: Xiaomeng Tian et al. - 10.1002/adma.202400237]

Bateria de magnésio

A equipe já construiu uma série de baterias experimentais em pequena escala para testes, enfrentando os diversos desafios tecnológicos, incluindo o aumento da capacidade de armazenamento de energia e da vida útil.

"Recentemente, fabricamos uma bateria de água de íons de magnésio que tem uma densidade de energia de 75 watts-hora por quilograma (Wh kg^-1) - até 30% da densidade das baterias de carro mais recentes da Tesla," disse o pesquisador. "As baterias de água de íons de magnésio têm o potencial de substituir as baterias de chumbo-ácido no curto prazo - como um a três anos - e de substituir potencialmente as baterias de íons de lítio no longo prazo, daqui a 5 a 10 anos."

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