Conheça A Bateria De Plástico Que Recarrega Até 10 Vezes Mais Rápido Que A Tradicional de Lítio

Uma equipe de pesquisadores russos desenvolveram um novo tipo de bateria que pode carregar até 10 vezes mais rápido do que uma bateria de íons de lítio. Além disso, esta nova bateria é mais segura em termos de riscos potenciais de incêndio e também possui menor impacto ambiental.

Ao contrário da maioria das pesquisas envolvendo baterias, que trabalham com metais e algumas ligas, o pesquisador e professor Anatoliy Vereshchagin e seus colegas, da Universidade de São Petersburgo, decidiram apostar nos materiais poliméricos mais avançados. Com isso, os polímeros à base de nitroxila são conhecidos como promissores para o armazenamento de energia, apresentando alta densidade de carga e carregamento rápido. Entretanto, nunca deram certo porque apresentam uma condutividade elétrica baixa, o que impede a coleta dos elétrons mesmo quando são usados aditivos altamente condutores.

É neste cenário que Vereshchagin e sua equipe encontraram uma solução para essa baixa condutividade em um composto conhecido como salen – salicilaldeído e etilenodiamina, combinados com o metal níquel. O composto do metal-polímero resultante (Ni-Salen) funciona como um fio molecular, ao qual se ligam as moléculas de nitroxila, que passam então a contar com uma fiação altamente condutora de elétrons.

O professor Oleg Levin, destaca:

Esses compostos podem ser usados como uma camada protetora para cobrir o cabo condutor principal da bateria, que de outra forma teriam que ser feitos dos materiais das baterias de íons de lítio tradicionais. Além disso, podem ser usados como um componente ativo como materiais de armazenamento de energia eletroquímica.

Uma nova concepção de bateria

Dos vários polímeros sintetizados pela equipe, apenas um se mostrou suficientemente estável e eficiente para a finalidade desejada, pois sua cadeia principal é formada pelo complexo de níquel com ligantes salen, à qual foi adicionado, por meio de ligações covalentes, um radical livre estável, de rápida oxidação e redução.

A equipe afirma que uma bateria fabricada com esse polímero irá começar o carregamento em alguns segundos e cerca de 10 vezes mais rápido do que uma bateria de íons de lítio tradicional. Isso já foi demonstrado por meio de uma série de experimentos, mas ainda fica para trás em termos de capacidade, pois é de 30 a 40% menor do que as baterias de íons de lítio. A equipe já fabricou um cátodo (eletrodo positivo) adequado para a bateria e agora está se voltando para o ânodo (eletrodo negativo).

O protótipo apresentou uma capacidade específica de até 91,5 mAh por grama de material, retendo 87% de sua capacidade teórica. Quanto à durabilidade, a retenção de carga foi de 66% após 2.000 ciclos de carga e descarga.

Essa nova bateria é capaz de operar em baixas temperaturas e será uma excelente opção onde o carregamento rápido é essencial. Por fim, a equipe informa que a bateria é segura de usar e não há nada que possa representar um perigo de combustão, ao contrário das baterias à base de cobalto que ainda são largamente usadas, além de causar menos danos ambientais, pois o níquel está em pequena quantidade.

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Fonte: Inovação Tecnologica e Artigo The Fast and the Capacious: A [Ni(Salen)]-TEMPO Redox-Conducting Polymer for Organic Batteries. Revista: Batteries and Supercaps. Vol.: 4, Issue 2 p. 336-346. 

DOI: 10.1002/batt.202000220.

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