Os pesquisadores desenvolveram um novo material à base de cerâmica que pode ser adaptado como baterias de íons de oxigênio.
As baterias de íons de lítio são onipresentes hoje, mas isso não significa que sejam a melhor solução para todas as áreas de aplicação. Os pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de novos materiais adequados para substituir o lítio em seu próprio jogo.
A TU Wien conseguiu agora desenvolver uma bateria de íons de oxigênio que apresenta algumas vantagens importantes. Embora não permita densidades de energia tão elevadas como as da bateria de iões de lítio, a sua capacidade de armazenamento não diminui irrevogavelmente ao longo do tempo: pode ser regenerada e, assim, permitir uma vida útil extremamente longa. As baterias de íons de oxigênio podem ser produzidas sem elementos raros e são feitas de materiais incombustíveis.
Os pesquisadores usaram materiais cerâmicos que podem absorver e liberar íons de oxigênio com carga duplamente negativa. Quando uma tensão elétrica é aplicada, os íons de oxigênio migram de um material cerâmico para outro, após o que podem migrar de volta, gerando assim corrente elétrica.
O princípio básico é semelhante ao das baterias de íon de lítio. Mas este novo material tem suas vantagens. A cerâmica não é inflamável – portanto, os acidentes com incêndio, que ocorrem repetidamente com baterias de íon-lítio, são praticamente descartados. Além disso, não há necessidade de elementos raros, que são caros ou só podem ser extraídos de forma prejudicial ao meio ambiente.
Mas talvez a vantagem mais importante da nova tecnologia de bateria seja a sua longevidade potencial. Na maioria das baterias, os portadores de carga não conseguem mais se mover com o tempo. No entanto, as baterias de iões de oxigénio podem ser regeneradas sem problemas: Se o oxigénio for perdido devido a reações secundárias, então a perda pode ser simplesmente compensada pelo oxigénio do ar ambiente.
O novo conceito de bateria não se destina a smartphones ou carros elétricos, porque a bateria de iões de oxigénio atinge apenas cerca de um terço da densidade de energia a que estamos habituados nas baterias de iões de lítio e funciona a temperaturas entre 200 e 400 °C. A tecnologia é, no entanto, extremamente interessante para armazenar energia.
Referência: Alexander Schmid et al, Baterias recarregáveis ​​de íons de óxido baseadas em eletrodos de óxido condutores mistos, Advanced Energy Materials (2023). DOI: 10.1002/aenm.202203789