Pesquisadores da China anunciaram o desenvolvimento de uma bateria de sódio metálico capaz de atingir carga completa em apenas quatro minutos, com desempenho estável ao longo de milhares de horas de testes. O estudo foi publicado em maio deste ano na revista científica Nano-Micro Letters.
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A tecnologia busca solucionar um dos principais entraves desse tipo de bateria: a formação de dendritos, estruturas microscópicas que provocam curtos-circuitos e comprometem a vida útil das células. Para isso, a equipe desenvolveu um eletrólito em gel semissólido capaz de reduzir esse problema.
Caso os resultados sejam reproduzidos em larga escala, a novidade poderá ampliar as alternativas às baterias de íons de lítio, sobretudo em veículos elétricos, graças ao menor custo potencial do sódio e ao tempo reduzido de recarga.
Novo eletrólito busca eliminar principal obstáculo das baterias de sódio
As baterias de sódio metálico são consideradas uma alternativa promissora às tecnologias atuais porque utilizam um material mais abundante e potencialmente mais barato que o lítio. Além disso, especialistas apontam que esse tipo de bateria apresenta menor risco de incêndio em comparação com os modelos convencionais de íons de lítio.
Apesar dessas vantagens, o avanço comercial sempre encontrou um obstáculo importante. Durante os ciclos de carga, átomos de sódio podem se acumular sobre o ânodo metálico e formar estruturas conhecidas como dendritos. Com o passar do tempo, essas formações crescem até conectar os eletrodos internos, provocando curto-circuito e inutilizando a bateria.
Para enfrentar esse desafio, os pesquisadores desenvolveram um eletrólito quase sólido, denominado Sn-FB QSE. Segundo o estudo, o material cria uma estrutura interna mais resistente, reduz rachaduras na camada protetora formada naturalmente durante o funcionamento da bateria e dificulta o surgimento dos dendritos.
Os testes de laboratório indicaram que a bateria operou por mais de 6 mil horas de ciclos de carga e descarga sem apresentar curto-circuito causado por essas estruturas. Em outra avaliação, o dispositivo foi carregado completamente em quatro minutos e apresentou capacidade específica de 80,1 miliampère-hora por grama.
Conforme os dados publicados pelos autores, quando o tempo de recarga foi ampliado para 20 minutos, a bateria preservou aproximadamente 90% da capacidade após 2 mil ciclos completos. O estudo afirma que esse resultado se aproxima do desempenho teórico atribuído às baterias de íons de lítio, com a vantagem de um processo de carregamento mais rápido.
A velocidade de recarga é considerada um dos fatores mais relevantes para a expansão dos veículos elétricos. Embora alguns modelos atuais já ofereçam carregamentos rápidos, eles dependem de infraestrutura de alta potência, enquanto boa parte dos automóveis elétricos ainda necessita de períodos significativamente maiores para recuperar a carga.
Os pesquisadores também destacam que as baterias de íons de lítio continuam dominando smartphones, computadores e veículos elétricos, mas dependem de matérias-primas como lítio e cobalto, cuja obtenção é mais cara. Além disso, esse tipo de bateria apresenta maior suscetibilidade ao fenômeno conhecido como fuga térmica, responsável por incêndios em casos de danos.
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Segundo o estudo, as baterias de sódio metálico procuram reunir características consideradas vantajosas das baterias de sódio convencionais e das de íons de lítio. Como utilizam sódio metálico no ânodo em vez de grafite ou carbono duro, podem oferecer menor peso e custos reduzidos, preservando níveis de segurança associados ao transporte dos íons de sódio.
Apesar dos resultados, a pesquisa ressalta que ainda existem desafios importantes antes da adoção comercial da tecnologia. Os cientistas afirmam que será necessário comprovar a reprodução dos experimentos e avaliar o desempenho em diferentes temperaturas, condição essencial para aplicações em equipamentos eletrônicos e automóveis.
Wagner Edwards
Wagner Edwards é Bacharel em Jornalismo e atua como Analista de SEO e de Conteúdo no Olhar Digital. Possui experiência, também, na redação, edição e produção de textos para notícias e reportagens.
