p (Phys.org) —Uma nova bateria semilíquida desenvolvida por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin exibiu resultados iniciais encorajadores, englobando muitos dos recursos desejados em um dispositivo de armazenamento de energia de última geração. Em particular, a nova bateria tem uma voltagem de trabalho semelhante à de uma bateria de íon de lítio, uma densidade de potência comparável à de um supercapacitor, e pode manter seu bom desempenho mesmo quando carregado e descarregado em taxas muito altas. p Os pesquisadores, liderado pelo professor assistente Guihua Yu, junto com Yu Ding e Yu Zhao, na UT Austin, publicaram seu artigo sobre o novo sem membrana, bateria semilíquida em uma edição recente da Nano Letras . Os pesquisadores explicam que a bateria é considerada "semilíquida" porque usa um eletrólito de ferroceno líquido, um cátodo líquido, e um ânodo de lítio sólido.

p "O maior significado do nosso trabalho é que projetamos uma bateria semilíquida com base em uma nova química, "Yu disse Phys.org . "A bateria apresenta excelente capacidade de taxa que pode ser totalmente carregada ou descarregada quase em um minuto, mantendo uma boa eficiência energética e densidade de energia razoável, representando um promissor protótipo de bateria redox líquida com alta densidade de energia e densidade de potência para armazenamento de energia. "

p A bateria foi projetada para aplicações em duas das maiores áreas da tecnologia de baterias:veículos elétricos híbridos e armazenamento de energia para recursos de energia renovável.

p Conforme mostrado na figura acima, a alta densidade de potência da bateria (1400 W / L) e a boa densidade de energia (40 Wh / L) a colocam na posição excepcionalmente favorável de combinar uma densidade de potência que é tão alta quanto a dos supercapacitores atuais com uma densidade de energia no mesmo nível daqueles de baterias de fluxo redox de última geração e baterias de chumbo-ácido, embora ligeiramente inferior ao das baterias de íon de lítio. Esta combinação é especialmente atraente para veículos elétricos, onde a densidade de potência corresponde à velocidade máxima e a densidade de energia ao alcance do veículo por carga.

p Os pesquisadores também relatam em seu artigo que a nova bateria tem uma alta capacidade (137 mAh / g) e uma alta capacidade de retenção de 80% por 500 ciclos.

p Os pesquisadores atribuem o bom desempenho da bateria em grande parte ao seu design de eletrodo líquido, que permite sua capacidade de alta taxa, que é basicamente uma medida de quão rápido a bateria opera. Os íons podem se mover através da bateria líquida muito rapidamente em comparação com uma bateria sólida, e as reações redox nas quais os elétrons são transferidos entre os eletrodos também ocorrem em taxas muito altas nesta bateria em particular. Para comparação, os valores usados ​​para medir essas taxas (o coeficiente de difusão e a constante de reação) são ordens de magnitude maiores na nova bateria do que na maioria das baterias de fluxo convencionais.

p Embora a bateria pareça muito promissora até agora, os pesquisadores observam que mais trabalho ainda precisa ser feito, em particular no que diz respeito ao ânodo de lítio.

p "A fraqueza potencial desta bateria é o ânodo de lítio em termos de estabilidade e segurança a longo prazo, "Yu disse." Uma proteção mais avançada do ânodo de lítio é necessária para suprimir totalmente a autodescarga. Supomos que outros metais, como zinco e magnésio, também podem funcionar como ânodo para essa bateria, desde que a compatibilidade do eletrólito seja resolvida. Também esperamos que outros compostos organometálicos com centros metálicos no estado de multivalência (centros redox) também possam funcionar como o ânodo, o que eventualmente tornaria a bateria totalmente líquida. "

p No futuro, os pesquisadores planejam testar a durabilidade de longo prazo da bateria, especialmente seu ânodo de lítio, sob condições operacionais realistas. Além disso, os pesquisadores querem encontrar uma maneira de aumentar a solubilidade do ferroceno para aumentar ainda mais a densidade de energia para competir com as baterias de íon de lítio atuais, mantendo sua densidade de energia muito alta. p © 2015 Phys.org