Engenheiros sul-coreanos desenvolvem protótipo de bateria de sódio que permite recarga extremamente rápida, superando outras tecnologias de bateria.
Baterias de sódio, como as de íons de sódio, baterias de sódio de estado sólido, sódio-ar e sódio-enxofre, oferecem uma vantagem sobre as de lítio: o sódio é mais abundante e acessível, podendo ser extraído da água do mar. No entanto, as versões atuais de baterias de íons de sódio enfrentam desafios como menor capacidade de energia, restrições de armazenamento e tempos de carregamento mais longos.
[Imagem: Jong Hui Choi]
Para superar esses obstáculos, Jong Choi e sua equipe do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) desenvolveram uma nova geração de materiais de armazenamento de energia.
O sistema inovador combina materiais anódicos comumente usados em baterias e cátodos tipicamente encontrados em supercapacitores. Isso resulta em uma bateria com alta densidade de energia e rápida taxa de carga e descarga, apresentando-se como uma alternativa promissora e de próxima geração às baterias de íons de lítio.
[Imagem: Jong Hui Choi]
Bateria Híbrida
A equipe empregou duas estruturas metal-orgânicas (MOFs) para criar um material anódico com cinética otimizada, incorporando materiais ativos de carbono poroso fino, e um material catódico com capacidade inédita. Essa combinação permitiu o desenvolvimento de um sistema de armazenamento de íons de sódio que equilibra as taxas de armazenamento de energia entre os eletrodos.
O resultado foi uma bateria, na verdade um híbrido de bateria e capacitor, que supera a densidade de energia das baterias comerciais de íons de lítio e apresenta características de densidade de potência de supercapacitores. Com uma densidade de energia de 247 Wh/kg, densidade de potência de 34.748 W/kg e uma taxa de recarga até 100 vezes mais rápida que as baterias convencionais.
Apesar de ainda estar em escala de laboratório, a bateria híbrida demonstrou estabilidade de ciclo com eficiência coulombiana de quase 100% após 5.000 ciclos de carga e descarga, demonstrando sua robustez.
Isso a torna ideal para aplicações que requerem recarga rápida, desde veículos elétricos até dispositivos eletrônicos portáteis e tecnologias aeroespaciais.
(Engenhariae)