Baterias de sódio, como as de íons de sódio, baterias de sódio de estado sólido, sódio-ar e sódio-enxofre, oferecem uma vantagem sobre as de lítio: o sódio é mais abundante e acessível, podendo ser extraído da água do mar. No entanto, as versões atuais de baterias de íons de sódio enfrentam desafios como menor capacidade de energia, restrições de armazenamento e tempos de carregamento mais longos.
[Imagem: Jong Hui Choi]
Para superar esses obstáculos, Jong Choi e sua equipe do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) desenvolveram uma nova geração de materiais de armazenamento de energia.
O sistema inovador combina materiais anódicos comumente usados em baterias e cátodos tipicamente encontrados em supercapacitores. Isso resulta em uma bateria com alta densidade de energia e rápida taxa de carga e descarga, apresentando-se como uma alternativa promissora e de próxima geração às baterias de íons de lítio.
[Imagem: Jong Hui Choi]
Bateria Híbrida
A equipe empregou duas estruturas metal-orgânicas (MOFs) para criar um material anódico com cinética otimizada, incorporando materiais ativos de carbono poroso fino, e um material catódico com capacidade inédita. Essa combinação permitiu o desenvolvimento de um sistema de armazenamento de íons de sódio que equilibra as taxas de armazenamento de energia entre os eletrodos.
O resultado foi uma bateria, na verdade um híbrido de bateria e capacitor, que supera a densidade de energia das baterias comerciais de íons de lítio e apresenta características de densidade de potência de supercapacitores. Com uma densidade de energia de 247 Wh/kg, densidade de potência de 34.748 W/kg e uma taxa de recarga até 100 vezes mais rápida que as baterias convencionais.
Apesar de ainda estar em escala de laboratório, a bateria híbrida demonstrou estabilidade de ciclo com eficiência coulombiana de quase 100% após 5.000 ciclos de carga e descarga, demonstrando sua robustez.
Isso a torna ideal para aplicações que requerem recarga rápida, desde veículos elétricos até dispositivos eletrônicos portáteis e tecnologias aeroespaciais.
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