Um estudo recente afiliado à UNIST apresentou uma nova tecnologia de bateria para veículos elétricos (EV) que é mais eficiente em termos de energia do que os motores movidos a gasolina. A nova tecnologia envolve a substituição das baterias em vez de carregá-las, contornando os problemas de carregamento lento da tecnologia de bateria EV existente. Ele também oferece peso leve, fontes de energia de alta densidade de energia com pouco risco de queima ou explosão. Esta descoberta foi liderada pelo Professor Jaephil Cho e sua equipe de pesquisa na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST. Suas descobertas foram publicadas em Nature Communications .

Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de bateria de fluxo de ar de alumínio para EVs. A nova bateria supera as baterias de íon de lítio existentes em termos de maior densidade de energia, custo mais baixo, ciclo de vida mais longo, e maior segurança. As baterias de fluxo de ar de alumínio são células primárias, o que significa que não podem ser recarregados por meios convencionais. Em EVs, eles produzem eletricidade substituindo a placa de alumínio e o eletrólito. Considerando a densidade de energia real da gasolina e do alumínio com o mesmo peso, o alumínio é superior.

"A gasolina tem uma densidade de energia de 1, 700 Wh / kg, enquanto uma bateria de fluxo de ar de alumínio exibe uma densidade de energia muito maior de 2, 500 Wh / kg com seu eletrólito substituível e alumínio, "diz o professor Cho." Isso significa com 1 kg de alumínio, podemos construir uma bateria que permite a um carro elétrico rodar até 700 km. "

A nova bateria funciona como baterias de metal-ar, produzindo eletricidade a partir da reação do oxigênio do ar com o alumínio. Baterias de metal-ar, especialmente baterias de alumínio-ar, têm atraído muita atenção como a bateria de próxima geração devido à sua densidade de energia maior do que a dos LIBs. De fato, baterias que usam alumínio, um metal leve, são mais leves, mais barato, e têm uma capacidade maior do que um LIB tradicional.

Apesar de sua alta densidade de energia, As baterias de alumínio-ar não são amplamente utilizadas devido a problemas com alto custo do ânodo e remoção de subprodutos ao usar eletrólitos tradicionais. O professor Cho resolveu esse problema desenvolvendo uma bateria de alumínio-ar baseada em fluxo para aliviar as reações colaterais na célula, onde os eletrólitos podem ser continuamente circulados.

No estudo, a equipe de pesquisa preparou uma arquitetura de nanopartícula de manganato de prata mediada por nanopartículas de prata para a reação de redução de oxigênio (ORR). Eles descobriram que o átomo de prata pode migrar para a rede de cristal disponível e reorganizar a estrutura de óxido de manganês, criando assim abundantes deslocamentos de superfície. Graças à maior longevidade e densidade de energia, a equipe antecipa que seu sistema de bateria de fluxo de ar de alumínio poderia potencialmente trazer mais EVs para a estrada com maior alcance e substancialmente menos peso com risco zero de explosão.

"Esta estratégia inovadora evitou a precipitação de subproduto sólido na célula e a dissolução de um metal precioso no eletrodo de ar, "diz Jaechan Ryu, primeiro autor do estudo. "Acreditamos que nosso sistema AAFB tem potencial para um sistema de conversão de energia de próxima geração seguro e econômico."

A capacidade de descarga da bateria de alumínio com fluxo de ar é 17 vezes maior que a das baterias de alumínio convencionais. Adicionalmente, a capacidade dos catalisadores à base de óxido de prata-manganês recentemente desenvolvidos era comparável à dos catalisadores convencionais de platina (Pt / C). Como a prata é 50 vezes mais barata que a platina, também é competitivo em termos de preço