Cientistas elogiam nova bateria com 4 vezes a densidade de energia do lítio

Cientistas e engenheiros do centro de pesquisa de tecnologia Argonne, com sede nos Estados Unidos, dizem ter desenvolvido uma nova bateria que, segundo eles, tem quatro vezes a densidade de energia das baterias de íon-lítio.

Os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Illinois (IIT) e do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) dizem que a nova bateria pode alimentar um EV por mais de mil milhas (1600 km) e também pode um dia ser usada para alimentar veículos domésticos. aviões e caminhões de longo curso.

“O principal novo componente desta bateria de lítio-ar é um eletrólito sólido em vez da variedade líquida usual”, disse Argonne em um comunicado à imprensa.

"OA química da bateria com o eletrólito sólido pode potencialmente aumentar a densidade de energia em até quatro vezes mais do que as baterias de íon-lítio, o que se traduz em uma autonomia mais longa."

O ilustre companheiro da Argonne, Larry Curtiss, diz que a bateria de lítio-ar tem a maior densidade de energia projetada de qualquer tecnologia de bateria considerada para a próxima geração de baterias além do íon-lítio.

“Por mais de uma década, os cientistas de Argonne e de outros lugares têm trabalhado horas extras para desenvolver uma bateria de lítio que utiliza o oxigênio do ar”, disse Curtiss.

Argonne diz que em projetos anteriores de lítio-ar, o lítio em um ânodo metálico de lítio se move através de um eletrólito líquido para se combinar com o oxigênio durante a descarga, produzindo peróxido de lítio (Li2O2) ou superóxido (LiO2) no cátodo.

O peróxido de lítio ou superóxido é então decomposto em seus componentes de lítio e oxigênio durante a carga. Essa sequência química armazena e libera energia sob demanda.

Argonne diz que o novo eletrólito sólido é composto de um material de polímero cerâmico feito de elementos relativamente baratos na forma de nanopartículas. Este novo sólido permite reações químicas que produzem óxido de lítio (Li2O) na descarga.

"A reação química do superóxido ou peróxido de lítio envolve apenas um ou dois elétrons armazenados por molécula de oxigênio, enquanto a do óxido de lítio envolve quatro elétrons", disse Rachid Amine, químico da Argonne.

Argonne diz que o novo design de lítio-ar é a primeira bateria de lítio-ar que alcançou uma reação de quatro elétrons à temperatura ambiente. Ele também opera com oxigênio fornecido pelo ar do ambiente circundante.

A capacidade de funcionar com ar evita a necessidade de tanques de oxigênio para operar, o que Argonne diz ser um problema com projetos anteriores.

"Com mais desenvolvimento, esperamos que nosso novo design para a bateria de lítio-ar também alcance uma densidade de energia recorde de 1200 watts-hora por quilograma", disse Curtiss. "Isso é quase quatro vezes melhor do que as baterias de íon-lítio."

Para comparação, as novas células 4680 da Tesla têm uma densidade de energia de 272-296 Wh/kg e que é considerada muito alta pelos padrões atuais. Com 4 vezes a densidade, as novas células abririam todos os tipos de possibilidades, incluindo aeronaves que poderiam voar bem mais de 1000 km com uma única carga.

Daniel Bleakley é um pesquisador de tecnologia limpa e defensor com experiência em engenharia e negócios. Ele tem um forte interesse em veículos elétricos, energia renovável, manufatura e políticas públicas.