MADRID 8 set. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores do Instituto de Ciência dos Materiais de Barcelona (ICMAB), centro do Conselho Superior de Pesquisas Científicas (CSIC), desenvolveram um sistema para baterias de zinco-ar que permite aumentar sua potência em até 80% sem alterar a composição química principal do dispositivo, conforme informou o CSIC.
A estratégia consiste em incorporar elementos condutores no interior da bateria, onde atuam como eletrodos bipolares sem fio que facilitam o transporte de carga e reduzem a resistência interna, explicou a instituição. A pesquisa, publicada na revista “Energy Storage Materials”, foi desenvolvida em colaboração com o Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) e a Universidade Nacional de La Plata (Argentina).
O trabalho, liderado pela pesquisadora do ICMAB-CSIC Nieves Casañ-Pastor, questiona um princípio aceito “há décadas” no projeto de baterias, segundo o qual o eletrólito — o material que permite o movimento de íons entre os dois eletrodos — não deve conter materiais condutores, pois estes poderiam causar um curto-circuito e inutilizar a bateria.
A equipe demonstrou que, em determinadas condições, a introdução de pequenas peças metálicas condutoras — não conectadas por fio ao circuito externo nem aos eletrodos — pode gerar um efeito benéfico.
Conforme explicou o CSIC, quando a bateria está em funcionamento, cria-se um campo elétrico entre seus dois eletrodos, o que provoca um fenômeno de polarização nas peças introduzidas. “Essa polarização cria novas rotas para o transporte de carga dentro da bateria e facilita as reações eletroquímicas que geram eletricidade”, o que reduz a resistência interna e permite fornecer energia mais rapidamente, conforme indicado pela instituição em um comunicado.
“Normalmente, se um material pudesse transportar elétrons dentro do eletrólito, haveria um curto-circuito e a bateria deixaria de funcionar”, explicou Casañ-Pastor. “O surpreendente é que esses condutores não estão conectados por cabo a nada: eles simplesmente são introduzidos no interior do sistema e, mesmo assim, geram efeitos benéficos e enormes mudanças na potência ou na capacidade de carga”, acrescentou.
A pesquisa faz parte da tese de doutorado de Marc Mosqueda, recém-formado como doutor no ICMAB, focada em induzir esse tipo de efeito em diferentes tipos de baterias. O sistema zinco-ar, conforme apontado pelo CSIC, tem como principal vantagem “o uso de materiais abundantes, baratos e seguros”, embora apresente a desvantagem de que a reação com o oxigênio seja “relativamente lenta”, o que limita a potência que pode fornecer. O novo projeto, ao facilitar o transporte de carga, “demonstra seu potencial” para superar essa limitação.
“O zinco se oxida com muita facilidade, não é perigoso, e a química aquosa do sistema impede que a bateria exploda, como ocorre nas de lítio ou de outros materiais. Por outro lado, o oxigênio tem uma reação lenta: é um composto muito estável”, comentou Casañ-Pastor.
A pesquisadora Casañ-Pastor ressaltou ainda que “isso não é a solução definitiva, mas um novo caminho para melhorar diversos parâmetros de desempenho de uma bateria”. O grupo indicou que já observou efeitos semelhantes em outras tecnologias de armazenamento e que “continuará explorando novas aplicações” dessa arquitetura baseada em eletrodos bipolares sem fio.
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