Novo design de bateria promete alta densidade de energia e sustentabilidade

Formato utiliza íon de magnésio de estado quase sólido de alto desempenho, superando modelos de íons de magnésio
Por Alisson Santos, editado por Rodrigo Mozelli 01/11/2023 04h40
Baterias de carros elétricos.
Imagem: Smile Fight/Shutterstock
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Pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Hong Kong desenvolveram novo design de baterias com proposta inovadora, sustentável e de alta densidade energética. Esse formato utiliza íon de magnésio de estado quase sólido de alto desempenho (Mg -ion).

Recentemente, as baterias de íons de magnésio têm surgido como possível alternativa diante das limitações das de íons de lítio. Contudo, criar baterias de íons de magnésio eficientes tem sido desafiador devido a obstáculos, como a necessidade de superar a estreita faixa eletroquímica em sistemas aquosos ou à base de água, bem como a baixa condutividade iônica em sistemas não aquosos.

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Nova bateria

  • Os pesquisadores desenvolveram bateria de íons Mg de água e sal com tensão operacional acima de 2 V;
  • Mesmo assim, ela ainda fica atrás de suas contrapartes não aquosas por conta do domínio do próton sobre o armazenamento de íons Mg no cátodo;
  • Segundo o Tech Xplore, o projeto deu resultados com a introdução da bateria de íons de magnésio de estado quase sólido (QSMB), baseada em design inovador de bateria que usa eletrólito aprimorado com polímero para controlar a competição entre prótons e íons metálicos.

“Os íons de hidrogênio, ou prótons, são menores e mais leves em comparação com os íons metálicos. Devido ao seu tamanho, os prótons podem facilmente entrar na estrutura do cátodo da bateria”, disse Sarah Leong, Ph.D. e primeira autora do estudo. “No entanto, isso cria problema, porque prótons e íons de Mg competem por espaço, o que limita severamente quanta energia a bateria pode armazenar e quanto tempo ela pode durar.”

O QSMB conta com tensão de 2,4 V e densidade de energia de 264 W·h kg –1, superando baterias de íons de magnésio. Durante os testes, a bateria apresentou resultados surpreendentes: apenas 10% de sua capacidade foi perdida após 900 ciclos em temperaturas abaixo de zero (–22°C).

Nossa bateria de íons de magnésio de estado quase sólido combina o melhor dos dois mundos, oferecendo a alta tensão de sistemas não aquosos e a segurança e economia de sistemas aquosos. Representa grande passo em frente no desenvolvimento de baterias de íons de magnésio de alto desempenho.

Dennis YC Leung, líder da pesquisa
Alisson Santos
Redator(a)

Alisson Santos é estudante de jornalismo pelo Centro Universitário das Américas (FAM). Atualmente é redator em Hard News no Olhar Digital.

Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.