Bateria de metal líquido é nova opção para guardar energia do sol e do vento

Redação do Site Inovação Tecnológica

São os primeiros passos de uma nova tecnologia promissora.
[Imagem: University of Texas at Austin]

Bateria fria

Engenheiros da Universidade do Texas criaram um novo tipo de bateria que eles garantem juntar o que há de melhor nas baterias de íons de lítio, usadas em equipamentos portáteis e veículos, e nas baterias de fluxo, aquelas projetadas para armazenar energia em larga escala para cobrir a intermitência das energias solar e eólica.

Trata-se de uma bateria totalmente metálica e líquida e que funciona a temperatura ambiente.

A vantagem em relação às baterias de lítio é que a nova bateria não se degrada e não perde a eficiência com o uso. Há que se considerar, porém, que a tendência é que as baterias de íons de lítio sejam suplantadas por baterias totalmente sólidas, já que o eletrólito líquido é um dos grandes inconvenientes dessas baterias atuais.

A vantagem em relação às atuais baterias de fluxo é que a nova bateria funciona a temperatura ambiente, quando a tecnologia atual exige temperaturas de até 240º C para manter em estado líquido os sais que retêm a energia - essas baterias de encher guardam a eletricidade em compostos químicos armazenados em tanques.

Bateria de metal líquido

O avanço foi obtido usando metal líquido nos eletrodos. O protótipo usa uma liga de sódio e potássio como anodo e uma liga à base de gálio como catodo - as ligas de gálio são uma das principais classes dos chamados metais líquidos, que se liquefazem a temperaturas muito baixas.

Devido aos componentes líquidos, a bateria pode ser ampliada ou reduzida facilmente, dependendo da energia necessária - quanto maior a bateria, mais energia ela pode armazenar e fornecer. Outra vantagem é que o recarregamento da bateria é bem mais rápido do que uma bateria de lítio, por exemplo.

"Estamos entusiasmados em ver que o metal líquido pode fornecer uma alternativa promissora para substituir os eletrodos convencionais. Dada a alta densidade de energia e potência demonstradas, essa célula inovadora poderia ser potencialmente implementada para redes de energia inteligentes e eletrônicos de vestir," disse o pesquisador Yu Ding.

A grande vantagem da tecnologia é o funcionamento a temperatura ambiente, mas seu estado líquido dificilmente a tornará adequada para aplicações portáteis.
[Imagem: University of Texas at Austin]

Desafios

Os pesquisadores contam ter passado mais de três anos desenvolvendo este projeto de bateria, mas o trabalho ainda está longe de ser concluído.

Muitos dos elementos que constituem a espinha dorsal dessa nova bateria são mais abundantes do que alguns dos principais materiais das baterias tradicionais, tornando-os potencialmente mais fáceis e mais baratos de produzir em larga escala. No entanto, o gálio continua sendo um material caro. Encontrar materiais alternativos que possam oferecer o mesmo desempenho e reduzir o custo de produção continua sendo um desafio importante.

Antes disso, porém, a equipe precisa aumentar a energia da bateria a temperatura ambiente, e eles esperam fazer isso melhorando os eletrólitos, os componentes que permitem que a carga elétrica flua através da bateria.

"Embora nossa bateria não possa competir com baterias de metal líquido de alta temperatura no estágio atual, esperamos obter uma melhor capacidade de energia com eletrólitos avançados projetados com alta condutividade," disse Ding.

Bibliografia:

Artigo: Room-Temperature All-Liquid-Metal Batteries Based on Fusible Alloys with Regulated Interfacial Chemistry and Wetting
Autores: Yu Ding, Xuelin Guo, Yumin Qian, Leigang Xue, Andrei Dolocan, Guihua Yu
Revista: Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.202002577