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Bateria de íons de zinco agora à base de água

Pesquisadores coreanos desenvolveram uma bateria de íons de zinco com um eletrólito à base de água(o eletrólito é o meio que permite que os íons caminham de um lado para o outro durante o uso e o recarregamento)

Uma das maiores deficiências das baterias de íons de lítio está no seu eletrólito orgânico, que é altamente inflamável, levando a falhas drásticas, incêndios e até explosões.

Para usar água como eletrólito, Sangyeop Lee e colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia Pohang adicionaram uma camada protetora de polímero para evitar a corrosão dos eletrodos.

Como benefício adicional, o eletrólito aquoso aumentou a estabilidade do ânodo de zinco (eletrodo positivo), melhorando a estabilidade eletroquímica da bateria, o que significa que elas vão durar mais.

Bateria de íons de zinco agora com eletrólito à base de água
Esquema de funcionamento da bateria de íons de zinco com solução aquosa.

As baterias de íons de zinco são pesquisadas há muito tempo, incluindo as de eletrólito aquoso, mas o crescimento de dendritos de zinco e reações indesejadas na superfície dos eletrodos diminui muito o fluxo de íons de um eletrodo para o outro, diminuindo a densidade de energia e a vida útil da bateria (dendritos são depósitos de Zn em forma de agulha que se formam no ânodo durante o ciclo uso/recarregamento) Bateria de íons de zinco agora com eletrólito à base de água

Lee e seus colegas resolveram isto revestindo o ânodo de zinco com uma camada protetora de copolímero em bloco, macromoléculas compostas por duas ou mais cadeias poliméricas diferentes unidas por ligações covalentes. Esta nova camada é elástica e extensível, suportando a expansão do volume durante o carregamento e descarregamento da bateria.

Além disso, a camada protetora de polímero homogeneíza o espalhamento dos íons e suprime o crescimento de dendritos, contribuindo para uma longa vida útil do ânodo. O revestimento também melhora a estabilidade do eletrodo, suprimindo reações químicas/eletroquímicas desnecessárias no eletrólito sobre a superfície do eletrodo.

As baterias à base de zinco oferecem algumas vantagens fundamentais em relação às de íons de lítio, incluindo o baixo custo e o fato de que não pegam fogo e nem explodem. Quilo por quilo, as baterias de zinco-ar podem potencialmente armazenar cinco vezes mais energia do que as de íons de lítio, enquanto as baterias de zinco-níquel produzem tensões relativamente altas, o que é útil porque são necessárias poucas células para alimentar um dispositivo.

Imagem: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/imagens/010115221114-bateria-zinco-agua-1.jpg

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