Investigadores australianos desenvolveram um novo elétrodo seco para baterias de zinco-iodo, o que representa um grande avanço no armazenamento de energia sustentável. Esta bateria mantém os 99,8% de capacidade após 500 ciclos.
Novo tipo de bateria zinco-iodo aquosa em 7 pontos:
- Elétrodos secos com carga recorde: 100 mg/cm²
- Adição de 1,3,5-trioxano ao eletrólito: cria película protetora
- Melhoria radical: +88,6 % de capacidade após 750 ciclos
- Evita formação de dendrites no zinco
- Alta segurança e baixo custo: ideal para armazenamento em grande escala
- Densidade energética alcançável: 90 Wh/kg
- Tecnologia com alto potencial para renováveis e redes elétricas
Uma bateria mais eficiente, segura e sustentável
Investigadores da Universidade de Adelaide desenvolveram uma bateria de zinco–iodo com elétrodos secos que supera notavelmente as baterias tradicionais de lítio e iodo.
Este avanço resolve problemas históricos das baterias aquosas, como a curta vida útil e a instabilidade do zinco.
A equipa liderada pelo Professor Shizhang Qiao conseguiu evitar o uso de misturas húmidas de iodo, típicas neste tipo de baterias. Em vez disso, misturaram os materiais ativos em pó seco e comprimiram-nos até formarem elétrodos auto-sustentáveis e densos. Além disso, adicionaram uma pequena quantidade de 1,3,5-trioxano ao eletrólito.
Esta substância, durante a carga, forma uma película flexível protetora sobre o zinco, impedindo a formação de dendrites — estruturas pontiagudas que podem provocar curtos-circuitos.
Resultados técnicos impressionantes
A bateria desenvolvida conseguiu uma carga ativa recorde de 100 mg/cm², duplicando a capacidade dos designs convencionais.
Em testes reais:
- As células tipo pouch mantiveram 88,6 % da sua capacidade após 750 ciclos de carga/descarga
- As células tipo moeda conservaram 99,8 % da capacidade após 500 ciclos
- A formação e funcionamento da película protetora foi verificada por medições de infravermelhos num sincrotrão, o que confirma a sua eficácia
Vantagens técnicas em relação às baterias de lítio:
- Maior capacidade, graças aos elétrodos secos mais densos
- Menor auto-descarga: reduz-se a fuga de iodo e a sua reação indesejada com o eletrólito
- Maior estabilidade do zinco: sem dendrites, a vida útil é significativamente prolongada
Estas baterias têm um enorme potencial para o armazenamento em redes elétricas e sistemas de energias renováveis, onde a segurança, estabilidade e custos são cruciais.
Poderão também ser utilizadas em microrredes e sistemas isolados, especialmente em zonas remotas ou com infraestruturas limitadas.
Próximos passos do desenvolvimento
A tecnologia é escalável por meio de processos industriais, como a produção contínua roll-to-roll.
A equipa está também a trabalhar em:
- Otimização de coletores de corrente leves
- Redução do eletrólito excedente
- Expansão para outras químicas halogenadas, como o bromo
Com estes ajustes, espera-se duplicar a densidade energética até cerca de 90 Wh/kg, aproximando ainda mais esta solução do lançamento comercial.
Potencial
Este avanço representa uma tecnologia-chave na transição energética.
Por ser mais segura, acessível e duradoura do que as baterias de lítio, as baterias de zinco–iodo:
- Reduzem a dependência de metais críticos e poluentes
- Facilitam o armazenamento em massa de energia renovável
- Permitem estabilizar redes elétricas verdes sem comprometer segurança nem custos
- Contribuem diretamente para a descarbonização global
Esta inovação tem o potencial de se tornar a espinha dorsal do armazenamento energético sustentável do futuro.