Baterias de zinco superam a casa dos 100 mil ciclos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/11/2024

É uma inovação sem precedentes no campo das "baterias alternativas".
[Imagem: Da Lei et al. - 10.1002/aenm.202403030]

Bateria de íons de zinco

A transição para energia renovável exige métodos eficientes para armazenar grandes quantidades de eletricidade, para se contrapor à intermitência de fontes como eólica e solar.

Uma das alternativas mais promissoras está nas baterias de íons de zinco: Elas são à base de água, não pegam fogo, não explodem e o zinco é muito mais barato do que o lítio.

Só havia um problema: Elas duravam pouco, porque sua estrutura favorece a formação de dendritos de zinco, acúmulos de metal em forma de agulha que crescem até causar curtos-circuitos, diminuindo a vida útil da bateria - isto também acontece em menor escala com as baterias de íons de lítio.

Mas este problema acaba de ser superado por Da Lei e colegas da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, que desenvolveram uma camada protetora especial para os ânodos de zinco dessas baterias.

Esta camada resolve vários problemas dos protótipos anteriores, como o crescimento dos dendritos de zinco, bem como reações químicas colaterais indesejadas que desencadeiam a formação de hidrogênio e a corrosão.

As baterias de zinco ficaram virtualmente livres dos dendritos, estruturas em forma de agulha que causam curtos-circuitos.
[Imagem: Da Lei et al. - 10.1002/aenm.202403030]

Ordens de magnitude mais duráveis

A inovação é altamente significativa porque não foi um ganho de durabilidade de alguns pontos percentuais: O novo revestimento estende a vida útil das baterias aquosas de íons de zinco em pelo menos duas ordens de magnitude (10² vezes): Em vez de durar apenas alguns milhares de ciclos, elas agora podem suportar várias centenas de milhares de ciclos de carga e descarga.

"Baterias de íons de zinco com essa nova camada protetora podem substituir baterias de íons de lítio em aplicações de armazenamento de energia em larga escala, como em combinação com usinas de energia solar ou eólica. Elas duram mais, são mais seguras e o zinco é mais barato e mais prontamente disponível do que o lítio," disse Da Lei.

Embora o lítio continue sendo a primeira escolha para aplicações móveis como veículos elétricos e dispositivos portáteis, seus custos mais altos e impacto ambiental o tornam menos atraente para armazenamento de energia em larga escala.

"Este é realmente um resultado de pesquisa espetacular. Mostramos que a abordagem química desenvolvida por Da Lei não só funciona, mas também é controlável. Como pesquisadores fundamentais, estamos principalmente interessados em novos princípios científicos - e aqui descobrimos um. Já desenvolvemos um primeiro protótipo na forma de uma célula-botão. Não vejo razão para que nossas descobertas não possam ser traduzidas para aplicações maiores. Agora, cabe aos engenheiros assumir a ideia e desenvolver processos de produção apropriados," disse o professor Roland Fischer.

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