Nova bateria 'respira' oxigênio do ar e se recarrega sozinha

Pesquisadores do Instituto Kaist, na Coreia do Sul, desenvolveram um novo material que pode captar o oxigênio da atmosfera. Esse material pode ser usado em conjunto com as baterias de ar-lítio, que não alimentadas com oxigênio, porém, até agora, não tinham a capacidade de absorvê-lo diretamente do ar.

Bateria que “respira”

A nova descoberta pode dar início à fabricação em massa de baterias que “respiram”. Isso porque, uma vez que a bateria suga o oxigênio do ar, enquanto está sendo carregada, e perde o oxigênio por um processo parecido – só que inverso – enquanto está em uso, o processo de carga e descarga se assemelha muito com a respiração em seres vivos.

Uma das aplicações das baterias de ar-lítio. (Fonte: Mikromasch/Reprodução)

Fonte:  Mikromasch 

Embora a descoberta seja promissora, há um grande desafio a ser superado. Em teoria, baterias de oxigênio e lítio têm densidade de energia 10 vezes maior que as baterias de íon-lítio, porém seus ciclos de uso são tão baixos, que elas se tornam praticamente descartáveis.

Aumentando a durabilidade dos ciclos de uso

Quando o tamanho de um material eletrocatalisador é reduzido ao nível atômico, o aumento da energia superficial leva a um aumento da atividade, mas também acelera significativamente a aglomeração do material, ocasionando a deterioração da bateria.

Por isso, os pesquisadores estão testando um método para reduzir o excesso de potencial dos eletrocatalizadores nos eletrodos.

Foi aí que a equipe, coordenada por Jeung Kang, encontrou uma estrutura metal-orgânica (MOF: metal-organic framework), que funciona como um material esponjoso cheio de poros microscópicos.

Os poros do material são tão pequenos que permitem controlar as reações químicas em nível molecular, com os catalisadores mantendo-se estáveis porque os nanoporos impedem que eles se aglomerem.

Como o excesso de potencial do catalisador de cobalto foi reduzido em 63,9%, o ciclo de uso da bateria foi aumentado em 10 vezes.

Por fim, essa técnica poderá ser utilizada para diversificar os materiais de acordo com várias combinações de ligantes e orgânicos, ampliando o desenvolvimento dos catalisadores e de outros campos de pesquisa.

Fontes: Advanced Science Pixabay: thumb