De smartphones a carros elétricos, continuaremos precisando de muitas baterias nos próximos anos. Novas pesquisas mostram como um tipo atualizado de bateria de alumínio poderia oferecer várias vantagens sobre as tradicionais de íon de lítio em uso atualmente.

A bateria tem baixos custos de produção e não tem o mesmo custo ambiental que as baterias que usamos atualmente, em parte porque usa materiais que são abundantes e fáceis de encontrar, reduzindo nossa dependência de devastar o planeta para alimentar nossos eletrônicos.

Esse novo conceito de bateria é particularmente adequado para sistemas de energia em grande escala – locais onde a energia a partir de energia renovável precisa ser armazenada até que esteja pronta, por exemplo.

Por outro lado, não é apenas lítio escasso, mas as baterias de íon de lítio também costumam usar cobalto – e isso é complicado e potencialmente perigoso para as minhas. A mudança para o alumínio, se os cientistas puderem fazê-lo funcionar, traria vários benefícios, principalmente ao reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis para produção e reciclagem de baterias.

"Os custos de material e os impactos ambientais que projetamos de nosso novo conceito são muito mais baixos do que o que vemos hoje, tornando-os viáveis ​​para uso em larga escala, como parques de células solares ou armazenamento de energia eólica, por exemplo". diz o físico Patrik Johansson, da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia.

"Além disso, nosso novo conceito de bateria tem o dobro da densidade de energia em comparação com as baterias de alumínio que são hoje o estado da arte".

As baterias de alumínio não são novas, mas, neste caso, os pesquisadores trocaram a grafite normalmente usada como cátodo, substituindo-a pela molécula à base de carbono antraquinona (o cátodo absorve elétrons à medida que a bateria é usada).

Isso ajuda a alcançar essa densidade energética mais alta, tornando as baterias de alumínio muito mais práticas, sustentáveis ​​e comercialmente viáveis ​​do que eram antes – embora ainda haja muito espaço para melhorias na mistura química interna, principalmente no eletrólito que incentiva os íons a viajar entre os ânodo e cátodo.

morcego orgânico(Yen Strandqvist / Universidade de Tecnologia de Chalmers)

"Ainda há trabalho a ver com o eletrólito e com o desenvolvimento de melhores mecanismos de carregamento, mas o alumínio é, em princípio, um portador de carga significativamente melhor que o lítio, uma vez que é multivalente – o que significa que todo íon 'compensa' vários elétrons". diz Johansson.

Por enquanto, isso é apenas uma prova de conceito, e muito mais trabalho precisa ser feito antes de operarmos nossas casas com baterias de alumínio. Este estudo mostra que a idéia pode funcionar e, se conseguirmos afastar nossos sistemas eletrônicos e de energia do íon de lítio, os benefícios poderão ser substanciais.

Os pesquisadores sugerem que as baterias de alumínio em breve poderão funcionar com baterias de íon de lítio em certos cenários, com sistemas capazes de alternar entre os dois, dependendo da demanda de energia e casos de uso específicos.

"Como o novo material do cátodo possibilita o uso de um suporte de carga mais apropriado, as baterias podem aproveitar melhor o potencial do alumínio", diz o físico Niklas Lindahl, da Universidade de Tecnologia de Chalmers.

"Agora, continuamos o trabalho procurando um eletrólito ainda melhor".

A pesquisa foi publicada em Materiais de armazenamento de energia.

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