Os cientistas da Universidade Estatal de São Petersburgo desenvolveram um novo tipo de bateria capaz de concluir o carregamento dez vezes mais rápido que uma bateria de lítio tradicional e que, além disso, é mais segura em termos de riscos de incêndio e impacto ambiental.
Na busca por materiais com capacidade de armazenar energia eletroquímica, os químicos experimentaram com polímeros de nitroxil com atividade de oxirredução, ou seja, que podem sofrer processos reversíveis de perda (oxidação) e ganho de elétrons.
Estes polímeros são caraterizados por uma densidade elevada de energia e uma velocidade de carga e descarga rápida, segundo um artigo de Oleg Levin, professor do Departamento de Eletroquímica da universidade.
O maior problema para a implantação destes polímeros é sua condutividade elétrica insuficiente, que impede o acúmulo de carga, inclusive com aditivos altamente condutores, como o carbono.
Após uma série de experimentos, Levin e sua equipe conseguiram sintetizar o complexo níquel-salen (NiSalen), um polímero que resultou ser mais estável e eficiente em todos os testes.
"As moléculas deste metalo-polímero [NiSalen] funcionam como um fio molecular ao qual são fixados pingentes de nitroxil, que consomem energia. A arquitetura molecular do material permite obter alta capacidade de desempenho em uma ampla faixa de temperaturas", observa.
O conceito deste material foi criado em 2016 e o polímero levou mais de três anos para ser desenvolvido. Primeiramente, os cientistas combinaram componentes individuais para simular uma "coluna vertebral" eletricamente condutora, procedendo à síntese química, a parte mais desafiadora do projeto, já que alguns componentes são extremamente sensíveis ao menor erro. Os resultados do projeto de pesquisa foram publicados na edição da revista Batteries & Supercaps.
Levin assegura que uma série de experimentos demonstrou que esta nova bateria pode ser carregada "em segundos". No entanto, ainda é preciso trabalhar na capacidade de carga, já que no momento, esta é aproximadamente 30%-40% menor que a das baterias de lítio".
O cientista detalha que a bateria será muito útil em situações que requerem um carregamento rápido do dispositivo e também funcionará muito bem em climas frios, uma grande vantagem sobre as baterias de lítio.
"Não há nada que possa provocar um incêndio ou uma explosão, ao contrário das baterias de cobalto [que inclui as de lítio], muito utilizadas na atualidade. As novas baterias possuem dezenas de vezes menos metais que podem causar danos ao meio-ambiente. O níquel está presente em uma pequena quantidade em nosso polímero, um teor menor que nas baterias de lítio", concluiu.