Bateria De Sódio Perto De Substituir A De Lítio?

A evolução das baterias é um assunto que muitas pessoas aguardam e Já há algum tempo de espera que as baterias de sódio substituam as tradicionais baterias de lítio, porque são baterias de estado sólido e potencialmente muito baratas, onde o sódio pode ser extraído da água do mar.

A evolução só não chegou mais cedo, pois ainda havia um “gargalo” tecnológico para ser corrigido. Esse obstáculo está relacionado em como as baterias de sódio formam os chamados dendritos, que são estruturas na foram de espinho. Essa característica faz com que as baterias de lítio parem de funcionar ou, em determinadas situações, explodam. E esse problema acaba de ser resolvido por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Washington, nos EUA. Essa é uma notícia muito boa para a evolução das baterias!

E a solução é curiosa, pois a equipe se livrou do anodo da bateria. Mas como?

Vamos entender um pouco?

Uma bateria de íons de lítio tradicional consiste em um catodo (negativo) e um anodo (positivo), os quais armazenam íons de lítio; um separador para manter cada um desses dois eletrodos no lugar; e um eletrólito, o líquido através do qual os íons de lítio se movem para fazer o sistema funcionar. Com isso, quando o lítio flui do anodo para o catodo, os elétrons livres saem do coletor de corrente para o dispositivo que está sendo alimentado, enquanto o lítio ruma pelo separador até o catodo. Para recarregar, o processo é invertido e o lítio passa do catodo, através do separador, até o anodo.

Nos últimos anos, várias equipes já haviam tentado imitar esse processo com as baterias de sódio, que possuem a vantagem de dispensar o eletrólito líquido, eliminando assim este eletrodo porque o sódio pode simplesmente se acumular na forma metálica. O professor Peng Bai explica:

Ninguém tinha mostrado que essa bateria sem anodo pode ter uma vida útil razoável, pois falham rapidamente ou têm uma capacidade baixa ou requerem processamento especial do coletor de corrente.

A equipe do professor Peng Bai, contudo, conseguiu agora projetar uma bateria de sódio usando apenas uma fina camada de folha de cobre no lado do anodo. Essa folha de cobre funciona como o coletor de corrente, ou seja, a bateria não tem um material de anodo ativo, como nas tradicionais.

Com os resultados da pesquisa, em vez de fluir para um polo positivo, onde permaneceriam até a hora de voltarem para o catodo, os íons de sódio são transformados em metal, revestem a folha de cobre e depois se dissolvem quando chega a hora de retornar ao catodo para que a bateria seja recarregada. Segundo o professor e pesquisador Bingyuan Ma, nessa nova descoberta, não há dendritos e nenhuma estrutura semelhantes, esse modo de crescimento nunca foi observado para esse tipo de metal alcalino.

Olhe seu smartphone ou um carro elétrico. Um quarto do custo desses itens vem da bateria. As baterias de sódio usam um metal mais comum e possuem a mesma densidade de energia, além de serem menores, mais leves e mais baratas do que as baterias de lítio.

Agora, precisaremos esperar mais um pouco até que a equipe passe dos pequenos protótipos de laboratório para dispositivos mais próximos do uso real. Por fim, baterias mais baratas, eficientes e com maior durabilidade faz parte do desejo de todo mundo que possui smartphone.

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Fonte: Inovação Tecnologica e Artigo Dynamic Interfacial Stability Confirmed by Microscopic Optical Operando Experiments Enables High-Retention-Rate Anode-Free Na Metal Full Cells. Revista Advanced Science.

DOI: 10.1002/advs.202005006.

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