Novo design de elétrodos do Fraunhofer alemão aumenta a densidade energética das baterias em até 15%

De acordo com pt.wedoany.com-Um consórcio liderado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE), da Alemanha, desenvolveu elétrodos de bateria com maior espessura que, sem aumentar o peso da célula, elevam a densidade energética ao nível da célula em 10% a 15%.

A equipa de investigação já validou esta solução em células de iões de lítio, de sódio e de zinco, e produziu um protótipo de célula de iões de lítio em formato de bolsa (pouch cell).

O Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar explica que a nova arquitetura de célula foi concebida, já na fase de investigação e desenvolvimento, tendo em vista a futura produção em larga escala. Em comparação com os atuais sistemas de revestimento por via húmida mais avançados, a complexidade do processo da sua linha de produção de elétrodos é significativamente menor, o que se traduz numa redução do custo de capital; como requer menos espaço e menos energia, os custos operacionais também são mais baixos. O instituto considera que esta tecnologia torna possível o estabelecimento de instalações de produção de células de bateria na Alemanha, especialmente para as pequenas e médias empresas.

Oliver Fitz, responsável pela equipa de tecnologia de células de bateria do instituto, explica que os investigadores aumentaram a espessura do revestimento dos elétrodos dos habituais 100 a 200 micrómetros para até 800 micrómetros. Com o aumento da espessura dos elétrodos, o número de coletores de corrente necessários no interior da célula diminui, libertando assim mais espaço e peso para os materiais ativos de armazenamento de energia.

As células de bateria assim produzidas não contêm substâncias perfluoroalquiladas e polifluoroalquiladas (PFAS), nem utilizam solventes tóxicos no processo de fabrico. As PFAS são uma vasta categoria de produtos químicos sintéticos, altamente persistentes no ambiente, frequentemente designados por "químicos eternos".

O design dos elétrodos e das células foi realizado no âmbito de três projetos, incluindo o "VORAN – Armazenamento Inovador de Baterias de Iões de Sódio para Aplicações Estacionárias e Móveis" (VORAN – Innovative Sodium-Ion Battery Storage for Stationary and Mobile Applications), o "INFAB – Baterias de Iões de Zinco para Armazenamento Estacionário de Energia – Fabrico e Montagem" (INFAB – Zinc-Ion Batteries for Stationary Energy Storage – Manufacturing and Assembly) e o "WinZIB2 – Sistema Inovador de Baterias de Iões de Zinco Implementável a Nível Global" (WinZIB2 – Globally Deployable, Innovative Zinc-Ion Battery System).

Os parceiros do projeto incluem a Acp systems, a Helmut Hechinger, o Instituto de Fotovoltaica da Universidade de Estugarda (ipv) e o Instituto de Tecnologia de Karlsruhe/Instituto Helmholtz de Ulm.

Andreas Bett, diretor do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar, afirma que, em sistemas energéticos climaticamente neutros com fontes de energia flutuantes, como a solar e a eólica, o armazenamento estacionário em baterias é uma componente indispensável para cobrir os picos de consumo da manhã e da noite. A Alemanha faria bem em criar capacidade de fabrico para satisfazer a crescente procura de baterias e gerar valor a nível nacional.