Fim do dilema do lítio no mercado dos carros elétricos? China criou bateria à base de água

Ainda é fruto de uma investigação, mas tem potencial para revolucionar a indústria dos carros elétricos: investigadores chineses desenvolveram uma bateria à base de água com quase o dobro da capacidade energética das células de lítio.

Investigadores chineses desenvolveram uma bateria à base de água, defendendo que ela é muito mais segura e eficiente em termos energéticos do que as baterias de lítio não aquosas "altamente inflamáveis".

Estas baterias aquosas utilizam a água como solvente para os eletrólitos, aumentando a sua segurança. Por sua vez, e apesar de as baterias tradicionais de iões de lítio não aquosas terem uma elevada densidade energética, a sua segurança está comprometida devido aos eletrólitos orgânicos inflamáveis que utilizam.

Curiosamente, os investigadores afirmam que as novas baterias à base de água terão o dobro da densidade energética das opções tradicionais de iões de lítio, podendo revolucionar a indústria. Geralmente, estas baterias têm uma densidade de energia inferior, pela solubilidade limitada do eletrólito e pela baixa tensão.

Nova bateria à base de água poderá revolucionar o mercado dos carros elétricos

A proposta de bateria aquosa de elevada densidade energética dos investigadores chineses baseia-se na transferência de múltiplos eletrões de halogéneo.

Em colaboração com o grupo do professor FU Qiang, do Instituto de Física Química de Dalian (DICP), LI Xianfeng, da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e do DICP, desenvolveu um cátodo de transferência multieletrónica à base de bromo e iodo.

Num estudo já publicado que aborda esta nova bateria, os investigadores partilharam que o cátodo atingiu uma capacidade específica de mais de 840 Ah/L e uma densidade de energia de até 1200 Wh/L com base em católito em testes completos de baterias. Os investigadores utilizaram uma solução mista de halogéneos.

No sentido de melhorar a densidade energética das baterias aquosas, os investigadores utilizaram uma solução mista de halogéneos de iões iodeto (I-) e iões brometo (Br-) como eletrólito. Conforme partilhado, desenvolveram uma reação de transferência de múltiplos eletrões, transferindo o I- para o elemento iodo (I2) e depois para o iodato (IO3-).

O cátodo de transferência de múltiplos eletrões desenvolvido tinha uma capacidade específica de 840 Ah/L. Combinando o cátodo com cádmio para formar uma bateria completa, os investigadores conseguiram uma densidade de energia de até 1200 Wh/L com base no católito desenvolvido.

Citando os investigadores, o Interesting Engineering explicou que "o Br- adicionado ao eletrólito pode gerar brometo de iodo polar (IBr) durante o processo de carga, o que facilita a reação com H2O para formar IO3-". Mais, partilhou que "durante a descarga, o IO3- pode oxidar o Br- em Br2 e participar na reação eletroquímica para realizar a descarga reversível e rápida do IO3-".

Por conseguinte, o intermediário de brometo formado durante o processo de carga e descarga otimizou o processo de reação, melhorando eficazmente a cinética e a reversibilidade da reação eletroquímica.

Bateria de água foi testada com sucesso

Segundo reportado pelo South China Morning Post, quando os investigadores testaram o seu eletrólito com um ânodo de vanádio, descobriram que o ciclo de vida das baterias podia ser prolongado até 1000 ciclos, "demonstrando uma estabilidade significativa".

Além disso, os investigadores argumentaram que a densidade energética das suas baterias "excedeu mesmo a de alguns materiais de elétrodos sólidos" e que o seu custo poderia ser comparável ao das baterias de lítio tradicionais.

Este estudo fornece uma nova ideia para a conceção de baterias aquosas de alta densidade energética e pode expandir a aplicação de baterias aquosas no campo das baterias elétricas.

Disse LI Xianfeng, defendendo que o seu trabalho demonstra que é possível desenvolver baterias aquosas com elevada densidade de energia e oferece uma opção de desenvolvimento para o armazenamento de energia à escala da rede e até para veículos elétricos.