Austrália desenvolve bateria de iões de zinco-iodo à base de água com carga em 3 minutos e mais de 60 mil ciclos de vida útil

Uma equipa de investigação da Universidade Flinders publicou recentemente uma bateria de iões de zinco-iodo com água como eletrólito, destacando-se pelo seu alto desempenho, segurança e sustentabilidade, podendo tornar-se uma alternativa às baterias de iões de lítio. Este estudo foca-se no campo das instalações de armazenamento de energia em larga escala, visando resolver os problemas de custo, segurança e poluição ambiental associados às baterias de lítio atuais.

As baterias de iões de lítio dominam atualmente o mercado de smartphones e veículos elétricos, mas enfrentam problemas como altos custos, risco de incêndio e a geração de grandes quantidades de resíduos ambientais. Apenas na Austrália, são gerados anualmente cerca de 3.300 toneladas de resíduos de baterias de iões de lítio; espera-se que até 2036, esse número dispare para mais de 136.000 toneladas. Neste contexto, a academia procura ativamente tecnologias alternativas mais estáveis e ecológicas.

Design de cestos moleculares de ciclodextrina elimina o efeito de “shuttle” de poliodetos

A bateria de iões de zinco-iodo utiliza um eletrólito à base de água, apresentando a vantagem de não ter risco de incêndio, mas os poliodetos podem facilmente penetrar na membrana da bateria e causar fugas, resultando na degradação do desempenho, conhecido como efeito de “shuttle”. Para resolver este problema, a equipa de investigação introduziu um material polimérico à base de ciclodextrina, extraído do amido, que é de baixo custo e biodegradável. A ciclodextrina é amplamente utilizada na indústria de cosméticos e alimentos, com uma estrutura molecular que é hidrofílica no exterior e hidrofóbica no interior. A equipa de investigação projetou-a como uma estrutura de cesto molecular, capaz de capturar e libertar poliodetos conforme necessário, eliminando assim o problema de fugas desde a raiz.

Carga completa em sete minutos, vida útil de ciclo pode atingir 60.000 vezes

De acordo com os dados divulgados pela equipa de investigação, esta bateria tem uma tensão de funcionamento de 1,3 a 1,4 volts, e em estado totalmente carregado, pode alcançar uma capacidade de 200 mAh por grama em apenas 7 minutos; se o objetivo de capacidade for ajustado para 150 mAh por grama, pode ser carregada em apenas 3 minutos. O número total de ciclos de carga e descarga pode atingir 60.000 vezes. Os dados da pesquisa mostram que a taxa de degradação a cada ciclo é de apenas 0,0001% a 0,0003%, e a perda extremamente baixa permite que ela complete mais de 60.000 ciclos de carga e descarga, oferecendo uma opção técnica atraente para aplicações de armazenamento de energia em larga escala.