Cientistas australianos desenvolveram um eletrólito não inflamável para baterias de potássio e íons de potássio, para aplicações em sistemas de armazenamento de energia de próxima geração além da tecnologia de lítio. No jornal Angewandte Chemie , os cientistas escrevem que o novo eletrólito baseado em um fosfato orgânico torna as baterias mais seguras e também permite a operação em concentrações reduzidas, que é uma condição necessária para aplicações em grande escala.

A tecnologia de íon-lítio ainda domina as aplicações de armazenamento de energia, mas tem desvantagens intrínsecas, entre os quais estão o preço, problemas ambientais, e a inflamabilidade do eletrólito. Portanto, em tecnologias de última geração, os cientistas estão substituindo o íon de lítio por íons mais abundantes e muito mais baratos, como o íon potássio. Contudo, baterias de potássio e íons de potássio também enfrentam problemas de segurança, e eletrólitos não inflamáveis ​​ainda não estão disponíveis para eles.

O cientista de materiais Zaiping Guo, e sua equipe da Universidade de Wollongong, A Austrália encontrou uma solução. Os pesquisadores desenvolveram um eletrólito baseado em um material retardador de chamas e o adaptaram para uso em baterias de potássio. Além de fornecer não inflamabilidade, pode ser operado em baterias em concentrações adequadas para aplicações em grande escala, escrever os cientistas.

Este novo eletrólito continha fosfato de trietila como o único componente do solvente. Esta substância é conhecida como retardante de chama. Foi testado em baterias de íon de lítio, mas apenas concentrações muito altas forneceram estabilidade suficiente para operação de longo prazo, muito alto para aplicações industriais. A indústria de baterias exige eletrólitos diluídos, que são mais baratos e garantem melhores desempenhos. Usando íons de potássio, Contudo, as concentrações podem ser reduzidas, relataram os autores. Eles combinaram o solvente de fosfato com um sal de potássio comumente disponível e obtiveram um eletrólito que não queimou e permitiu o ciclo estável das concentrações da bateria montada de 0,9 a 2 moles por litro, que são concentrações adequadas para escalas maiores; por exemplo, em aplicações de rede inteligente.

A chave para esse desempenho foi a formação de uma camada de interfase de eletrólito sólido uniforme e estável, de acordo com os autores. Eles observaram esta camada, que garante a operabilidade dos eletrodos, apenas com o eletrólito de fosfato. Eletrólitos convencionais à base de carbonato não foram capazes de formar esta camada. Os autores também relataram alta estabilidade de ciclismo; enquanto que, sob as mesmas condições, o eletrólito à base de carbonato convencional se decompôs.

Guo e sua equipe demonstraram que as baterias de íon de potássio de próxima geração podem se tornar seguras usando um novo produto inorgânico, eletrólito à base de fosfato. Eles sugerem que eletrólitos baseados em retardadores de chama podem ser desenvolvidos posteriormente e podem ser usados ​​para o projeto de outros sistemas de bateria não inflamáveis.