De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade Sungkyunkwan, na Coreia do Sul, desenvolveu um novo aditivo eletrolítico que pode prolongar a vida útil de baterias aquosas e aumentar sua capacidade. As baterias aquosas são consideradas mais seguras e de menor custo do que as baterias de íons de lítio, mas anteriormente eram limitadas pela deposição instável do eletrodo de zinco e reações secundárias.
A equipe liderada pelo professor Hoseok Park, da Universidade Sungkyunkwan (SKKU), descobriu que a adição de uma pequena quantidade de um material zwitteriônico especialmente projetado ao eletrólito pode ajudar a superar problemas-chave que dificultam a comercialização de baterias aquosas. Diferentemente das baterias de íons de lítio, as baterias aquosas usam eletrólitos à base de água, que são não inflamáveis, mais ecológicos e têm menor custo de fabricação. No entanto, seu desempenho tem sido prejudicado por muito tempo pela deposição instável de zinco e pelas reações secundárias entre o eletrodo de zinco e a água durante os ciclos de carga e descarga, que causam corrosão, acúmulo irregular de metal e rápida degradação da capacidade, encurtando a vida útil da bateria e limitando sua aplicação em larga escala.
Para resolver esses problemas, os pesquisadores desenvolveram um aditivo zwitteriônico chamado C10. Os zwitteríons possuem cargas positivas e negativas na mesma molécula, permitindo interações únicas com íons circundantes. Quando o C10 é adicionado ao eletrólito, as moléculas se auto-montam espontaneamente em nanoestruturas com cerca de 3,77 nanômetros de diâmetro. Isso, por um lado, orienta os íons de zinco a se depositarem de forma mais uniforme na superfície do eletrodo, reduzindo a formação de estruturas irregulares de zinco; por outro lado, forma uma fina camada protetora na superfície do zinco metálico, impedindo o contato direto com a água e suprimindo reações secundárias.
Esses efeitos combinados resultaram em melhorias significativas de desempenho: a bateria aquosa com o eletrólito modificado operou de forma estável por mais de 2.800 horas, com uma capacidade de área de 8,10 mAh cm⁻². A equipe de pesquisa afirma que este é um dos melhores indicadores de desempenho já relatados para sistemas de baterias aquosas. O professor Park afirmou que a simples adição de uma pequena quantidade do material pode melhorar significativamente o desempenho, sem a necessidade de materiais caros ou processos de fabricação complexos.
Aumentar simultaneamente a vida útil do ciclo e a capacidade de armazenamento é um desafio de longa data no desenvolvimento de baterias aquosas, e muitos métodos anteriores frequentemente melhoravam um aspecto em detrimento do outro. A nova estratégia de eletrólito resolve ambos os problemas ao mesmo tempo, sem exigir alterações caras na fabricação. Os pesquisadores acreditam que a tecnologia pode ser usada em aplicações de armazenamento de energia em larga escala, onde segurança, custo e durabilidade são fatores-chave. Além do armazenamento de energia renovável, a tecnologia também tem potencial para ser aplicada em infraestrutura de inteligência artificial e sistemas de armazenamento de energia em larga escala para data centers. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nano-Micro Letters.
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