Uma nova bateria de lítio-enxofre capaz de operar em temperaturas extremas

Cientistas da Universidade da Califórnia, em San Diego, estão pesquisando projetos para baterias que podem operar em temperaturas extremas. Recentemente, eles foram capazes de demonstrar as capacidades de um nova bateria de lítio pode operar em temperaturas extremamente baixas, mas também em temperaturas muito altas. Esta nova bateria pode, no entanto, energia armazenada em dobro comparado com as baterias que existem atualmente. Também é mais ecológico.

No ano passado, essa mesma equipe de pesquisadores descobriu uma maneira de manipular o movimento de íons em uma bateria de lítio. Eles foram capazes de fazer isso graças a uma solução eletrolítica reinventada. Esse tipo de solução serve para transportar os íons de lítio entre os dois eletrodos da bateria. Os cientistas conseguiram obter resultados positivos com um eletrólito que forma ligações mais fracas com íons de lítio. Isso permite uma distribuição mais uniforme desses íons durante o carregamento.

Em seu novo estudo, os pesquisadores incorporaram essa solução eletrolítica em uma bateria experimental de lítio. Este último tinha um ânodo feito com metal de alta densidade e um cátodo à base de enxofre. Esta bateria já poderia operar em temperaturas bem abaixo de zero, mantendo grande parte de sua capacidade.

Habilidades Surpreendentes

Os cientistas continuaram a trabalhar com o eletrólito reinventado e, eventualmente, foram capazes de desenvolver uma versão que também funciona em altas temperaturas. O novo eletrólito contém, entre outras coisas, sal de lítio e éter dibutílico. Este último tem um ponto de ebulição de 141°C, o que permite que a solução permaneça no estado líquido em altas temperaturas.

Durante os experimentos, observou-se que as baterias foram capazes de reter 87,5% de sua capacidade a -40°Ce 115,9% de sua capacidade a 122°C. As baterias também mostraram Eficiências de Coulomb superiores a 98% nessas temperaturas extremas. Isso significa que eles podem suportar mais ciclos de recarga antes do final de sua vida útil.

Aplicações potenciais

Segundo os pesquisadores, uma bateria que pode operar em temperaturas muito baixas pode ser usada em carros elétricos em áreas muito frias. Por outro lado, uma bateria que pode operar em temperaturas muito altas pode eliminar a necessidade de sistemas de refrigeração.

Como o eletrólito é compatível com ânodos de lítio de alta densidade e cátodos à base de enxofre, uma bateria usando esses elementos pode armazenar o dobro da energia armazenada pelas baterias atuais. Para carros elétricos, isso significa autonomia dobrada. Além disso, o enxofre é um elemento mais abundante e menos problemático que o cobalto, que é relativamente raro e caro.

Segundo os cientistas, a nova tecnologia permite uma vida útil mais longa da bateria do que as atuais baterias de lítio-enxofre. Os pesquisadores agora estão procurando estender ainda mais essa vida útil e permitir o uso em temperaturas ainda mais altas.

FONTE: newatlas