As baterias Li-Ion podem alimentar todos os dispositivos portáteis da Terra, sem mencionar os veículos elétricos, casas e instalações de armazenamento de energia. No entanto, os cientistas estão sempre atentos a novos tipos de baterias, e a química de sódio-enxofre parece ser uma alternativa promissora para uma nova bateria. Isso se os engenheiros resolverem sua baixa densidade de energia e curta vida útil.
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Os pesquisadores estão experimentando várias químicas de bateria em busca do “santo graal” do meio de armazenamento de energia. Não porque as baterias Li-Ion amplamente utilizadas hoje sejam imperfeitas (elas são). Mas porque o lítio está se tornando mais problemático para obter e outras matérias-primas estão se tornando caras e escassas. Um dos materiais mais promissores para substituir o lítio é o sódio. As baterias de sódio estão em desenvolvimento há muito tempo, por serem mais baratas e mais estáveis.
No entanto, as baterias à base de sódio são conhecidas por terem uma densidade de energia menor do que as atuais células de íons de lítio. Isso os torna menos ideais para uso em veículos elétricos e outras aplicações em que é fundamental colocar uma grande quantidade de energia em um pequeno volume. Não apenas isso, mas sua vida útil é significativamente menor do que as melhores células Li-Ion de hoje. No entanto, uma nova bateria de sódio desenvolvida na Universidade de Sydney, na Austrália, promete resolver esses problemas.
A nova célula de bateria usa enxofre de sódio, que pode ser processado de forma barata a partir da água do mar. As baterias de enxofre de sódio não são novidade, mas os pesquisadores empregaram um cátodo especialmente projetado que aumenta a reatividade do enxofre e a reversibilidade das reações entre o enxofre e o sódio. Mais especificamente, eles usaram pirólise para carregar os cátodos de grafeno com uma massa recorde de enxofre, resultando em uma célula de bateria de alto desempenho funcionando à temperatura ambiente.
As novas células ofereciam estabilidade cíclica sem precedentes e alta capacidade de 1.017 mAh/grama. Mais importante, as células tinham uma taxa de desvanecimento de baixa capacidade de 0,05% por ciclo ao longo de 1.000 ciclos, retendo assim metade de sua capacidade inicial após 1.000 ciclos. Normalmente, a lenta reatividade do enxofre e o efeito de transporte dos polissulfetos são responsáveis pelo rápido desbotamento da capacidade das baterias de sódio.
O estudo, “Atomically Dispersed Dual-Site Cathode with a Record High Enxofre Mass Loading for High-Performance Room-Temperature Sodium-Sulphur Batteries”, foi publicado recentemente na Advanced Materials. Embora os pesquisadores tenham usado um protótipo de bateria experimental para testar suas teorias, isso não significa que veremos a bateria de sódio entrar em produção em breve.
