Redação do Site Inovação Tecnológica
Magnésio e enxofre
Cientistas do Instituto de Pesquisas da Toyota, nos Estados Unidos, anunciaram a criação da primeira bateria recarregável contendo um anodo de magnésio e um catodo de enxofre.
Este é um objetivo longamente perseguido por todos os pesquisadores de baterias porque a combinação magnésio/enxofre é largamente mais eficiente do que as baterias de íons de lítio, as melhores atualmente disponíveis.
Além disso, essas baterias combinam alta capacidade de carga com um pequeno volume.
Para comparação, os anodos das baterias de íons de lítio atuais são feitos de carbono, apresentando uma capacidade volumétrica de 777 mAh cm-3. As alternativas atualmente pesquisadas incluem a fabricação de anodos de sódio, cálcio e magnésio, que apresentam densidades de 1.128, 2.073 e 3.832 mAh cm-3, respectivamente.
Eletrólito
O magnésio metálico é um anodo ideal para uma bateria recarregável devido à sua elevada densidade energética por volume, além de ser um metal relativamente barato.
E o enxofre é um catodo ideal para um anodo de magnésio - juntos, os dois alcançam uma densidade de energia duas vezes maior do que as baterias de íons de lítio.
O grande problema é que a química tanto do magnésio como do enxofre são incompatíveis com praticamente todos os eletrólitos conhecidos, sobretudo os mais viáveis em termos técnicos e econômicos - esses eletrólitos são nucleofílicos, o que causa uma rápida degradação do catodo de enxofre.
É isto que os engenheiros da Toyota anunciaram ter descoberto: um eletrólito que funciona bem tanto com o magnésio quanto com o enxofre, um eletrólito não-nucleofílico, evitando a degradação do catodo.
Recarregamento e vida útil
Mas ainda é cedo para falar em um Toyota Prius com baterias duplamente eficientes.
Agora que conseguiram fazer a bateria recarregável de magnésio/enxofre funcionar, os engenheiros vão precisar otimizá-la: o tempo necessário para seu recarregamento ainda é longo.
Outro problema técnico envolve uma reação que causa a dissolução do catodo no eletrólito, retardando o processo de descarga e reduzindo a vida útil da bateria.
Bibliografia:
Structure and compatibility of a magnesium electrolyte with a sulphur cathode
Hee Soo Kim, Timothy S. Arthur, Gary D. Allred, Jaroslav Zajicek, John G. Newman, Alexander E. Rodnyansky, Allen G. Oliver, William C. Boggess, John Muldoon
Nature Communications
09 August 2011
Vol.: 2, 427
DOI: 10.1038/ncomms1435
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| A empresa criou um eletrólito capaz de apaziguar a química do enxofre e do magnésio. [Imagem: Kim et al./Nature |
Magnésio e enxofre
Cientistas do Instituto de Pesquisas da Toyota, nos Estados Unidos, anunciaram a criação da primeira bateria recarregável contendo um anodo de magnésio e um catodo de enxofre.
Este é um objetivo longamente perseguido por todos os pesquisadores de baterias porque a combinação magnésio/enxofre é largamente mais eficiente do que as baterias de íons de lítio, as melhores atualmente disponíveis.
Além disso, essas baterias combinam alta capacidade de carga com um pequeno volume.
Para comparação, os anodos das baterias de íons de lítio atuais são feitos de carbono, apresentando uma capacidade volumétrica de 777 mAh cm-3. As alternativas atualmente pesquisadas incluem a fabricação de anodos de sódio, cálcio e magnésio, que apresentam densidades de 1.128, 2.073 e 3.832 mAh cm-3, respectivamente.
Eletrólito
O magnésio metálico é um anodo ideal para uma bateria recarregável devido à sua elevada densidade energética por volume, além de ser um metal relativamente barato.
E o enxofre é um catodo ideal para um anodo de magnésio - juntos, os dois alcançam uma densidade de energia duas vezes maior do que as baterias de íons de lítio.
O grande problema é que a química tanto do magnésio como do enxofre são incompatíveis com praticamente todos os eletrólitos conhecidos, sobretudo os mais viáveis em termos técnicos e econômicos - esses eletrólitos são nucleofílicos, o que causa uma rápida degradação do catodo de enxofre.
É isto que os engenheiros da Toyota anunciaram ter descoberto: um eletrólito que funciona bem tanto com o magnésio quanto com o enxofre, um eletrólito não-nucleofílico, evitando a degradação do catodo.
Recarregamento e vida útil
Mas ainda é cedo para falar em um Toyota Prius com baterias duplamente eficientes.
Agora que conseguiram fazer a bateria recarregável de magnésio/enxofre funcionar, os engenheiros vão precisar otimizá-la: o tempo necessário para seu recarregamento ainda é longo.
Outro problema técnico envolve uma reação que causa a dissolução do catodo no eletrólito, retardando o processo de descarga e reduzindo a vida útil da bateria.
Bibliografia:
Structure and compatibility of a magnesium electrolyte with a sulphur cathode
Hee Soo Kim, Timothy S. Arthur, Gary D. Allred, Jaroslav Zajicek, John G. Newman, Alexander E. Rodnyansky, Allen G. Oliver, William C. Boggess, John Muldoon
Nature Communications
09 August 2011
Vol.: 2, 427
DOI: 10.1038/ncomms1435
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