Pesquisadores chineses desenvolvem bateria de sódio-enxofre de alta voltagem que pode desafiar as baterias de lítio.

Uma equipe de pesquisadores na China acaba de revelar um novo projeto de bateria de sódio-enxofre que pode mudar fundamentalmente os cálculos sobre armazenamento de energia. Ao explorar a química que historicamente tornou o enxofre um desafio para os engenheiros, eles conseguiram construir uma célula incrivelmente barata de produzir, mas que ainda oferece uma enorme capacidade energética.

O projeto, que está sendo testado em laboratório, utiliza ingredientes extremamente baratos: enxofre, sódio, alumínio e um eletrólito à base de cloro. Nos primeiros testes, a bateria atingiu densidades de energia superiores a 2.000 watts-hora por quilograma – um valor que supera em muito as baterias de íon-sódio atuais e até mesmo representa uma forte concorrência para as células de lítio de última geração.

O enxofre sempre foi o "grande desafio" da tecnologia de baterias, pois, teoricamente, pode armazenar uma enorme quantidade de energia.

Qual é o problema? Nas baterias de lítio-enxofre convencionais, o enxofre tende a criar subprodutos químicos problemáticos que obstruem o funcionamento e reduzem a vida útil da bateria . Esta nova abordagem inverte essa lógica. Em vez de forçar o enxofre a apenas aceitar elétrons, os pesquisadores criaram um sistema no qual o enxofre, na verdade, os doa.

Funciona assim: a bateria usa um cátodo de enxofre puro e um simples pedaço de papel alumínio como ânodo. O segredo está no eletrólito, que é uma mistura de cloreto de alumínio, sais de sódio e cloro. Quando a bateria é descarregada, os átomos de enxofre no cátodo cedem elétrons e reagem com o cloro para formar cloretos de enxofre. Enquanto isso, os íons de sódio capturam esses elétrons e se depositam no papel alumínio.

Essa reação química específica contorna os problemas de degradação que normalmente afetam as baterias de enxofre. Uma camada de carbono porosa mantém a substância reativa contida, e um separador de fibra de vidro impede que todo o sistema entre em curto-circuito. É uma reação complexa, mas a equipe provou que ela ocorre de forma suave e reversível.

Os dados de durabilidade aqui são impressionantes.

As células de teste suportaram 1.400 ciclos de carga e descarga antes de começarem a perder capacidade significativa. Ainda mais impressionante é a vida útil em armazenamento: após ficar intocada por mais de um ano, a bateria ainda retinha 95% da sua carga. Isso é extremamente importante para projetos de armazenamento de longo prazo, onde as baterias podem ficar ociosas por semanas ou meses.

Mas o verdadeiro fator de disrupção é o preço. Com base no custo das matérias-primas, os pesquisadores estimam que essa bateria poderia custar cerca de US$ 5 por quilowatt-hora. Para se ter uma ideia, isso representa menos de um décimo do custo de muitas baterias de sódio atuais e é muito mais barato do que as de íon-lítio. Se conseguirem produzi-la em massa, o armazenamento de energia renovável na rede elétrica poderá se tornar extremamente barato.

Claro, há um porém. O eletrólito rico em cloro que eles estão usando é corrosivo e difícil de manusear com segurança. Além disso, esses números vêm de testes de laboratório baseados no peso dos materiais ativos, não em uma célula comercial completa. Levar isso de um béquer para uma linha de produção em série será um enorme desafio de engenharia.

Ainda assim, esta pesquisa é um forte alerta. Ela prova que, quando materiais padrão como o lítio se tornam muito caros ou escassos, usar a criatividade com química "não convencional" pode abrir portas que nem sabíamos que existiam.

O artigo " Pesquisadores chineses desenvolvem bateria de sódio-enxofre de alta voltagem que pode desafiar as baterias de lítio" foi publicado originalmente no Digital Trends .