Pesquisadores do Instituto de Ciência dos Materiais de Barcelona (ICMAB-CSIC), na Espanha, desenvolveram uma arquitetura para baterias de zinco-ar capaz de aumentar a potência em até 80 % sem alterar a química de base. O desenho incorpora elementos condutores no interior da bateria, que atuam como eletrodos bipolares sem fio e facilitam o transporte de carga.
O estudo foi realizado em colaboração com o Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) e a Universidade Nacional de La Plata, na Argentina, e publicado na revista Energy Storage Materials. A pesquisa integra a tese de doutorado de Marc Mosqueda e foi liderada por Nieves Casañ-Pastor, do ICMAB-CSIC.
Como funciona o novo desenho
As baterias produzem eletricidade a partir da diferença de energia entre os materiais de seus dois eletrodos. As cargas se deslocam entre eles pelo eletrólito, material que permite o movimento de íons. O desenho tradicional considera que o eletrólito deve impedir a passagem de elétrons para evitar curto-circuitos.
A equipe demonstrou que, em determinadas condições, pequenas peças metálicas condutoras podem ser colocadas dentro da bateria sem conexão com os eletrodos ou com o circuito externo. Entre os eletrodos, um ou mais desses elementos isolados são polarizados pelo campo elétrico gerado durante o funcionamento do sistema.
As peças acumulam cargas opostas nas extremidades e criam novas vias para o transporte de carga. Com isso, a resistência interna diminui e a bateria consegue fornecer energia mais rapidamente. “O surpreendente é que estes condutores não estão ligados por cabo a nada: simplesmente são introduzidos no sistema e geram efeitos benéficos”, disse Casañ-Pastor.
As baterias de zinco-ar são produzidas com materiais abundantes, baratos e seguros, mas têm desempenho limitado pela reação lenta do oxigênio. De acordo com os pesquisadores, os eletrodos bipolares sem fio reduzem essa resistência e aceleram o fornecimento de energia.
O grupo afirma que o princípio pode ser aplicado a diferentes tecnologias de armazenamento. Os pesquisadores também observaram efeitos semelhantes em outros sistemas e continuarão investigando as possibilidades do desenho.
