Cientistas da Universidade de Stanford desenvolveram uma bateria de cloro que não é apenas recarregável, mas oferece aproximadamente seis vezes a capacidade das soluções atuais de íons de lítio. A inovação baseia-se na estabilização das reações voláteis de cloro dentro do dispositivo. Poderia um dia fornecer a base para baterias de alto desempenho que alimentam, por exemplo, smartphones durante semanas antes de ficarem sem energia.
A nova bateria é descrita como uma bateria de cloro de metal alcalino e é baseada em uma química que surgiu pela primeira vez na década de 70 chamada cloreto de tionil de lítio. Essas baterias são altamente consideradas por sua alta densidade de energia, mas não são recarregáveis. Eles são baseados em cloro altamente reativo, o que os torna inadequados para usos múltiplos.
Diferenças substanciais
Em uma bateria recarregável normal, os elétrons viajam de um lado para o outro durante a descarga e depois retornam à sua forma original quando a bateria é recarregada. Neste caso, porém, o cloreto de sódio ou cloreto de lítio é convertido em cloro, que é muito reativo para ser convertido novamente em cloreto com grande eficiência.
Os autores deste novo estudo podem ter encontrado uma solução para este problema. A equipe estava fazendo experiências com cloreto de sódio e cloro para tentar melhorar o desempenho dessa bateria, mas descobriu que o produto químico havia realmente se estabilizado. Isso fornecia à bateria algum grau de recarga. Uma investigação subsequente levou a equipe a desenvolver um novo material de eletrodo de carbono poroso que age como uma esponja, absorvendo moléculas de cloro irregulares e armazenando-as com segurança para serem convertidas de volta em sódio.
A molécula de cloro fica presa e protegida nos minúsculos poros das nanoesferas de carbono quando a bateria é carregada. Então, quando a bateria precisa ser descarregada ou descarregada. Podemos descarregar a bateria e converter o cloro para produzir NaCl – sal de cozinha – e repetir este processo por vários ciclos. Atualmente podemos pedalar até 200 vezes e ainda há espaço para melhorias. Uma bateria de íons de lítio bem conservada, por assim dizer, pode caber para 500-1000 ciclos.
Cantão ZhuUniversidade de Stanford
Bateria de cloro de alta densidade
Através de seus experimentos, a equipe também demonstrou uma densidade de energia muito alta para o protótipo de bateria. 1.200 mAh por grama de material de eletrodo, aproximadamente seis vezes o oferecido pela tecnologia atual de baterias de íons de lítio.
A equipe imagina que a bateria poderia ser usada em aparelhos auditivos ou controles remotos. Também poderia alimentar dispositivos que requerem apenas carregamentos esporádicos (satélites ou sensores remotos que poderiam ser recarregados com energia solar). Para uso em smartphones e veículos elétricos, os cientistas precisarão ampliar a bateria e projetar uma estrutura adequada. Isto significa, em primeiro lugar, aumentar o número de vezes que pode ser utilizado com segurança.
Pesquisa sobre a bateria de cloro foi publicado na revista Nature.
