Bateria de zinco armazena 450 watts/h por litro

Redação do Site Inovação Tecnológica -  30/08/2016

Esquema de funcionamento da bateria de íons de zinco. [Imagem: Dipan Kundu et al. - 10.1038/nenergy.2016.119]

Bateria de íons de zinco

Químicos da Universidade de Waterloo, no Canadá, desenvolveram uma bateria de íons de zinco que é segura, barata e durável.

Com base no preço dos materiais utilizados, ela tem potencial para custar metade do preço das baterias de íons de lítio, apresentando uma durabilidade nunca antes alcançada por dispositivos do seu tipo.

Em vez do lítio, a bateria usa zinco, um material muito mais abundante e mais barato, além de eliminar compostos tóxicos e inflamáveis.

Intercalação

A bateria usa materiais seguros, sais à base de água não-inflamáveis, não tóxicos e com um pH neutro.

Ela é formada por um eletrólito à base de água, um eletrodo positivo de óxido de vanádio e um eletrodo negativo de zinco metálico.

A bateria gera eletricidade através de um processo reversível chamado intercalação, no qual íons de zinco carregados positivamente são oxidados no eletrodo negativo de zinco metálico, viajam através do eletrólito e se inserem entre as camadas de óxido de vanádio. Isto gera um fluxo de elétrons no circuito externo, criando uma corrente elétrica. Durante o carregamento, ocorre o processo inverso.

As baterias de lítio também operam por intercalação - de íons de lítio - mas elas usam materiais flamáveis e mais caros.

Quatro critérios

Segundo Dipan Kundu e seus colegas, seu protótipo representa a primeira demonstração da intercalação de íons de zinco em um material de estado sólido que satisfaz quatro critérios essenciais: alta reversibilidade, taxa de carga e descarga e capacidade adequadas e não formação de dendritos de zinco.

No estágio atual, a bateria suportou mais de 1.000 ciclos de carga e descarga com retenção de 80% da capacidade e uma densidade de energia de 450 watts-hora por litro de solução.

• Bateria recarregável de zinco-ar de alta eficiência e baixo custo

Bibliografia:

A high-capacity and long-life aqueous rechargeable zinc battery using a metal oxide intercalation cathode
Dipan Kundu, Brian D. Adams, Victor Duffort, Shahrzad Hosseini Vajargah, Linda F. Nazar
Nature Energy
Vol.: 1, Article number: 16119
DOI: 10.1038/nenergy.2016.119