Matéria traduzida e adaptada do inglês, publicada pela matriz americana do Epoch Times.
Os cientistas criaram a primeira bateria de estado sólido de sódio sem ânodo do mundo, que dizem ser mais barata do que as baterias de lítio dominantes.
A nova descoberta foi feita por pesquisadores do Laboratório de Armazenamento e Conversão de Energia (LESC) da Universidade de Chicago. As baterias tradicionais possuem um ânodo que armazena partículas atômicas carregadas chamadas íons. Quando a bateria é ligada, os íons fluem do ânodo para o cátodo, ou coletor de corrente, para alimentar os dispositivos.
No entanto, a nova bateria do LESC não usa ânodo. Em vez disso, os íons são armazenados em uma “deposição eletroquímica de metal alcalino” diretamente no cátodo.
“Esta abordagem permite maior tensão celular, menor custo celular e maior densidade de energia”, disse em um comunicado de imprensa de 3 de julho.
Além disso, a maioria das baterias tende a ser de íon de lítio. No entanto, o lítio é um elemento escasso. A nova bateria aborda o problema usando “sódio abundante e barato em vez de lítio”, afirma o LESC.
“Esta nova forma de bateria será mais acessível e de produção ecologicamente correta. Através de seu design inovador de estado sólido, a bateria também será segura e potente”, segundo o comunicado. A bateria pode funcionar de forma estável por várias centenas de ciclos.
O sódio é muito mais prevalente que o lítio e muito mais barato, o que lhe confere uma vantagem considerável sobre o lítio quando se trata de produção de baterias.
Os depósitos de lítio estão mais concentrados, com Chile, Bolívia e Argentina juntos detendo mais de 75% da oferta global. Em contraste, o sódio pode ser encontrado mais facilmente na água do oceano e na mineração de carbonato de sódio, de acordo com o comunicado de imprensa.
O sódio tem algumas desvantagens. Tem uma densidade de energia menor que o lítio, de acordo com um estudo publicado pela Blackridge Research e Consultoria. Consequentemente, as baterias de íon de sódio não podem produzir uma carga tão grande quanto as de lítio.
E o sódio é três vezes mais pesado que o lítio, o que provavelmente resultaria em baterias mais volumosas, disse Blackridge.
As baterias de lítio apresentam um risco maior de fuga térmica e incêndio. Em comparação, as baterias de sódio são muito menos propensas a esses riscos e, portanto, são mais “seguras contra incêndio”, afirmou.
Um artigo detalhando a pesquisa do LESC foi publicado na revista Nature Energy em 3 de julho.
“Embora já existissem baterias anteriores de sódio, de estado sólido e sem ânodo, ninguém foi capaz de combinar com sucesso essas três ideias até agora”, disse Grayson Deysher, o primeiro autor do estudo.
Contrariando o domínio chinês
De acordo com uma publicação de dezembro de 2023 do serviço de pesquisa ING, a mudança para baterias de íons de sódio ajudaria a contrariar a vantagem chinesa no setor de baterias.
“Embora a China tenha representado apenas cerca de 15% do fornecimento global de matéria-prima de lítio em 2022, aproximadamente 60% do refino de metais de bateria em produtos químicos especializados ocorre na China”, disse a ING. “A China produz três quartos de todas as baterias de íons de lítio.
“O sódio é um dos recursos mais abundantes e geograficamente distribuídos na Terra. … É mais barato e mais abundante que o lítio, tornando-o menos suscetível a problemas de disponibilidade de recursos e à volatilidade de preços.”
O domínio chinês representa riscos se outros países avançarem em direção à eletrificação e Pequim decidir restringir o fornecimento, afirmou o grupo de pesquisa.
A ING observou que a China também domina atualmente o setor de baterias de íons de sódio. No entanto, o menor custo e a abundância de sódio significam que novas cadeias de suprimentos podem ser construídas em todo o mundo.
Em novembro de 2023, o Departamento de Energia dos EUA anunciou que pretende investir até US$ 3,5 bilhões em empresas para aumentar a produção americana de baterias avançadas.
O investimento seria destinado à expansão das instalações domésticas de processamento de minerais de grau de bateria, componentes de baterias e à fabricação de pacotes de células. O investimento também se concentra em tecnologias de próxima geração, além do lítio, afirmou o departamento.
