Uma nova realidade no universo das baterias poderá estar para breve. Baterias de sódio-enxofre podem substituir as baterias de iões de lítio.
Investigadores da Universidade de Wollongong desenvolveu um nano material que atua como cátodo superior para as baterias de sódio-enxofre a uma temperatura ambiente, o que as permite tornar numa opção mais atrativa para o armazenamento de energia a grande escala e competitivas perante as baterias de iões de lítio.
Baterias de sódio-enxofre
As baterias de sódio-enxofre à temperatura ambiente são vistas como atrativas para o armazenamento de energia no futuro, algo necessário para satisfazer as necessidades crescentes.
Uma bateria superior de sódio-enxofre à temperatura ambiente com elevada densidade de energia e longa vida útil vai assim proporcionar uma tecnologia competitiva e de baixo custo para o armazenamento estacionário de larga escala, promovendo a energia renovável.
Mais, as baterias de sódio-enxofre à temperatura ambiente atualmente têm uma perda de energia rápida e uma baixa capacidade de reverter. Os investigadores conseguiram superar esse problema criando um nano material (nano cristais de sulfureto de níquel colocados em nano tubos de carbono porosos com nitrogénio) tendo conseguido um excelente rendimento aquando da sua utilização como cátodos.
Yunxiao Wang e o professor Shulei Chou disseram que a sua equipa estava a trabalhar neste novo material, baterias sódio-enxofre à temperatura ambiente, desde 2016! Wang disse que “para já as densidades de energia reais das baterias de sódio-enxofre estão muito longe dos valores teóricos”.
“As suas aplicações práticas têm encontrado obstáculos, muito devido ao problemático cátodo de enxofre – devido à natureza isolante e à cinética lenta – bem como à dissolução e migração dos intermediários de reação”.
Foram experimentados vários materiais diferentes antes destes recentes avanços. O novo nano material garante um rendimento superior, bem como é adequado à produção a grande escala e por isso à comercialização.
Zichao Yan dedicou o seu trabalho a este projeto, tendo feito vários testes, testes com os quais conseguiu comprovar que com muitos carbonos conseguiram finalmente que os nano cristais de sulfureto de níquel colocados em nano tubos de carbono porosos cheios de nitrogénio com enxofre multifuncional.
Os investigadores descobriram que a cadeia principal de carbono continua dentro do material pode proporcionar rotas de difusão de iões curtas e uma velocidade de transferência rápida. E os locais de introdução de nitrogénio e a superfície polar de sulfureto de níquel são capazes de melhorar a energia de absorção dos polisulfuretos, levando a uma forte atividade catalisadora em direção à oxidação do polisulfureto.
“Isto indica que as baterias de sódio e enxofre com este material de enxofre podem proporcionar uma vida útil maior e um maior rendimento durante cargas e descargas rápidas”, disse Yan.
O passo seguinte, segundo o professor Chou, é aumentar a produção deste material à escala industrial, e criar um sistema real de aplicações para este sistema de baterias.
