p (Phys.org) —Os cientistas construíram uma bateria contendo um fluido magnético que pode ser movido em qualquer direção pela aplicação de um campo magnético. O conceito de bateria controlada magneticamente pode ser especialmente útil para baterias de fluxo, onde poderia eliminar a necessidade de bombas que normalmente são necessárias para mover o eletrólito de um tanque de armazenamento externo para o interior de uma pilha de energia para fornecer eletricidade. As baterias de fluxo estão sendo pesquisadas ativamente como dispositivos de armazenamento de energia em grande escala para redes elétricas, onde eles poderiam armazenar energia capturada por fontes alternativas de energia intermitentes, como eólica e solar. p Os pesquisadores, liderado por Yi Cui, Professor da Universidade de Stanford, publicaram um artigo sobre a nova bateria controlada magneticamente em uma edição recente da Nano Letras .

p "O maior significado do nosso trabalho está na ideia inovadora de usar um campo magnético para controlar e melhorar o transporte de massa e elétrons em um sistema de bateria, "autor principal Weiyang Li, anteriormente na Stanford University e agora no Dartmouth College, contado Phys.org .

p A chave para o novo design da bateria é a composição do católito (a parte do eletrólito perto do cátodo), que contém polissulfeto de lítio misturado com nanopartículas de óxido de ferro magnético. Ao aplicar um campo magnético, os pesquisadores poderiam puxar os coloides de nanopartículas na direção desejada, e devido à forte ligação entre as nanopartículas de óxido de ferro e o polissulfeto de lítio, o polissulfeto de lítio pode ser puxado junto com as partículas magnéticas. Isso cria uma solução magnética bifásica, com alta concentração de polissulfeto de um lado do recipiente e baixa concentração do outro.

p Mover magneticamente os materiais eletroquimicamente ativos no eletrólito dessa forma seria muito útil para baterias de fluxo porque o objetivo dessas baterias é mover as moléculas ativas de modo que fiquem em contato próximo com um coletor de corrente. Isso permite que um maior número de materiais ativos sejam usados, resultando em uma densidade de energia mais alta para a bateria.

p Testes mostraram que o novo fluido magnético contendo as nanopartículas de óxido de ferro leva a melhorias em várias áreas em comparação com um eletrólito sem as nanopartículas, incluindo uma capacidade superior (350 mAh / g vs. 126 mAh / g), que corresponde a uma alta densidade de energia volumétrica de 66 Wh / L, bem como melhor retenção de capacidade e eficiência. Os pesquisadores atribuem essas melhorias à capacidade do campo magnético de transportar mais moléculas de polissulfeto e minimizar o indesejável "efeito de transporte" - que ocorre quando as moléculas de polissulfeto vão para o ânodo - porque as nanopartículas magnéticas podem ancorar as moléculas de polissulfeto no cátodo.

p No futuro, se o conceito de controle de campo magnético pudesse substituir a necessidade de bombas em baterias de fluxo, eliminaria as perdas de bombeamento parasitas, o que, por sua vez, poderia aumentar significativamente a eficiência e reduzir o custo desses sistemas de armazenamento de energia.

p "Nossa ideia pode ser potencialmente aplicada a uma ampla gama de sistemas de bateria de fluxo, não apenas confinado à bateria de polissulfeto de lítio em nosso trabalho, "Cui disse." Estamos planejando estender nossa ideia a outros sistemas de armazenamento de energia para redes elétricas, eletrônicos portáteis, e transporte, também." p © 2015 Phys.org