Baterias de lítio-enxofre com carregamento rápido no horizonte
Uma nova investigação mostra que a próxima geração de baterias de lítio-enxofre (Li||S) pode ser carregada em menos de cinco minutos, em vez de várias horas, como acontece atualmente.
O Professor Shizhang Qiao, da Universidade de Adelaide, Presidente da Cátedra de Nanotecnologia e Diretor do Centro de Materiais em Energia e Catálise da Escola de Engenharia Química, liderou uma equipa que examinou a reação de redução do enxofre (SRR), que é o processo fundamental que rege a taxa de carga-descarga das baterias de Li||S.
“Investigámos vários eletrocatalisadores de metais de transição à base de carbono, incluindo ferro, cobalto, níquel, cobre e zinco, durante a SRR”, afirmou o Professor Qiao, que é bolseiro do Prémio Nobel da Austrália da ARC.
“As taxas de reação aumentaram com concentrações mais elevadas de polissulfureto, uma vez que o polissulfureto serve como intermediário reativo durante a SRR”, acrescentou.
A equipa concebeu um eletrocatalisador nanocompósito, constituído por um material de carbono e aglomerados de cobalto-zinco (CoZn).
“Quando o eletrocatalisador CoZn é utilizado em baterias de lítio-enxofre, a bateria resultante atinge uma relação potência-peso excecional de 26120 W kgS-1”, afirmou o Professor Qiao.
“A nossa investigação revela um avanço significativo, permitindo que as baterias de lítio-enxofre atinjam a carga/descarga total em menos de cinco minutos”, acrescentou.
As baterias de lítio-enxofre de alta potência são utilizadas em vários dispositivos, como telemóveis, computadores portáteis e veículos elétricos.
As atuais baterias de lítio-enxofre de última geração sofrem de baixas taxas de carga-descarga, necessitando normalmente de várias horas – tipicamente de uma a 10 horas – para um único ciclo completo de carga-descarga.
O estudo da equipa, publicado na revista Nature Nanotechnology, é a primeira abordagem abrangente para resolver o problema das taxas de carga/descarga lentas nas baterias de lítio-enxofre e tem um impacto significativo para os cientistas que concebem materiais electrocatalisadores e para os peritos que examinam os mecanismos de reação das baterias de lítio-enxofre.
“A nossa descoberta tem o potencial de revolucionar as tecnologias de armazenamento de energia e de fazer avançar o desenvolvimento de sistemas de baterias de elevado desempenho para várias aplicações”, afirmou o Professor Qiao.
As capacidades de alta potência destas baterias tornam-nas adequadas para aplicações que requerem carga e descarga rápidas, oferecendo um melhor desempenho e fiabilidade tanto para a eletrónica de consumo como para soluções de armazenamento de energia em grande escala em aplicações de rede.