Cientistas da Universidade do Texas A&M têm trabalhado com eletrodos de baterias livres de metal à base de água e descobriram que a diferença na capacidade de armazenamento de energia é de até 1.000%. De acordo com um artigo publicado pelos cientistas na Nature Materials esta semana, as baterias à base de água, ou aquosas, consistem em um cátodo – o eletrodo negativamente carregado; um ânodo – o eletrodo positivamente carregado; e um eletrólito, como baterias tradicionais.
Mas, nesta bateria à base de água, os cátodos e ânodos são polímeros que podem armazenar energia, e o eletrólito é água misturada com sais orgânicos. O eletrólito transfere os íons – as partículas que carregam a carga – para trás e para frente entre o cátodo e o ânodo, e o eletrólito também é fundamental para o armazenamento de energia por meio de suas interações com o eletrodo. (SEO: “Cientistas descobrem baterias à base de água com capacidade de armazenamento de energia de até 1000% em estudo na Texas A&M University”).
A professora de engenharia química e coautora, Dra. Jodie Lutkenhaus, afirma que se um eletrodo inchar muito durante o ciclo, ele não pode conduzir elétrons muito bem e você perde todo o desempenho. Ela acredita que há uma diferença de capacidade de armazenamento de energia de até 1.000%, dependendo da escolha do eletrólito devido aos efeitos de inchaço.
De acordo com seu artigo, os eletrodos, os “polímeros radicais não conjugados redoxativos”, são candidatos promissores para baterias à base de água devido à alta voltagem de descarga e cinética de redox rápida dos polímeros.
No entanto, os pesquisadores observam no resumo do artigo que pouco se sabe sobre o mecanismo de armazenamento de energia desses polímeros em um ambiente aquoso. Eles sugerem que as baterias à base de água podem mitigar potenciais escassez de metais como cobalto e lítio, bem como eliminar o potencial de incêndios de baterias. Os pesquisadores também realizaram simulações e análises computacionais, e realizarão mais simulações para entender melhor a teoria.
O professor assistente de Química e co-autor, Dr. Daniel Tabor, disse: Com essa nova tecnologia de armazenamento de energia, estamos avançando em direção a baterias livres de lítio. Temos uma imagem molecular melhor do que faz alguns eletrodos de bateria funcionarem melhor do que outros, e isso nos dá fortes evidências de onde avançar no design de materiais.
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