Uma equipe de pesquisadores da Escola de Engenharia Química da Universidade de Adelaide projetou um catalisador de carbono e cobalto-zinco que, quando usado em baterias de lítio-enxofre (Li-S), permite um carregamento muito rápido, bem como uma melhoria no desempenho das baterias.
O professor Shizhang Qiao, catedrático de nanotecnologia da universidade, disse que o avanço tem o potencial de revolucionar as tecnologias de armazenamento de energia e avançar no desenvolvimento de sistemas de baterias de alto desempenho para várias aplicações.
“Nossa pesquisa mostra um avanço significativo, permitindo que as baterias de lítio-enxofre alcancem carga/descarga total em menos de cinco minutos”, disse ele, observando que, quando o eletrocatalisador é usado em baterias de Li-S, a bateria resultante “atinge uma relação potência/peso excepcional”.
A tecnologia de baterias Li-S é popular entre pesquisadores e desenvolvedores comerciais, com o potencial da combinação de lítio metálico e enxofre para fornecer mais energia por grama do que as baterias de íons de lítio que atualmente dominam o setor de armazenamento de energia.
Os recursos de alta potência dessas baterias as tornam adequadas para aplicações que exigem carregamento e descarregamento rápidos, com desempenho e confiabilidade aprimorados para eletrônicos de consumo e soluções de armazenamento de energia em larga escala em aplicações de rede.
No entanto, a tecnologia tem suas limitações. Normalmente, as baterias Li-S sofrem de baixas taxas de carga-descarga, normalmente exigindo várias horas – de uma a 10 horas – para um único ciclo completo de carga-descarga.
Para resolver isso, a equipe da Universidade de Adelaide examinou a reação de redução de enxofre (SRR), que é o processo fundamental que governa a taxa de carga-descarga das baterias de Li-S.
“Investigamos vários eletrocatalisadores de metais de transição à base de carbono, incluindo ferro, cobalto, níquel, cobre e zinco durante o SRR”, disse Qiao. “As taxas de reação aumentaram com concentrações mais altas de polissulfeto, já que o polissulfeto serve como intermediários reativos durante o SRR.”
A equipe finalmente estabeleceu um eletrocatalisador nanocompósito composto por um material de carbono e clusters de cobalto-zinco (CoZn).
O estudo da equipe, publicado na Nature Nanotechnology, revela que, quando o eletrocatalisador foi usado em um eletrodo positivo à base de enxofre, a bateria Li-S correspondente foi capaz de ser ciclada por 1.000 ciclos a 8ºC. A bateria também demonstrou uma capacidade de retenção de descarga de cerca de 75%, correspondendo a uma potência específica inicial de 26.120 W kg.
Qiao disse que os recursos de alta potência das baterias as tornam adequadas para aplicações que exigem carregamento e descarregamento rápidos, oferecendo desempenho e confiabilidade aprimorados para eletrônicos de consumo e soluções de armazenamento de energia em grande escala em aplicações de rede.
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.