Um íon de sódio chinês bateria modelo apontado como um substituto para células de íon de lítio comumente usado em eletricidade veículos passou por um benchmark de desempenho importante, de acordo com um novo estudo.
Os pesquisadores dizem que suas descobertas são uma indicação promissora de que bateria de íon de sódio tecnologia pode se tornar uma alternativa mais barata para uso em veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia em grande escala.
As células de íons de lítio dominam atualmente o setor de armazenamento de energia devido à sua eficiência e alta densidade energética, e são amplamente utilizadas na tecnologia moderna, desde smartphones para veículos elétricos.
Mas também sofrem de uma série de inconvenientes, incluindo a sua esperança de vida limitada e a questão da escassez de recursos. Mais de metade das reservas mundiais de lítio provêm de apenas três países sul-americanos – Argentina, Bolívia e Chile. Chinaum grande bateria produtor, foi forçado a investir pesadamente em projetos nesses países para garantir o abastecimento.
É aqui que as baterias de íon de sódio têm um vantagem principal.
Ao contrário do lítio, o sódio é abundante, o que significa que uma mudança para células de iões de sódio poderia reduzir custos de bateria e preocupações com a cadeia de abastecimento.
“A combinação de boa uniformidade, alta capacidade de potência e forte desempenho em baixas temperaturas torna essas células atraentes para armazenamento estacionário e serviços de rede”, disse Moritz Schütte, autor do estudo publicado em Cell Reports Ciências Físicas.
As baterias de iões de sódio podem ser particularmente críticas para veículos eléctricos comerciais ou de menor autonomia, onde o custo mais baixo e a disponibilidade de recursos são mais importantes do que a autonomia máxima, dizem os cientistas.
No estudo, os pesquisadores analisaram 120 células da Hina – uma startup chinesa líder que comercializa baterias de íons de sódio (Na-ion) de última geração – sob uma variedade de condições operacionais do mundo real.
Eles avaliaram o desempenho das baterias de íon de sódio da Hina sob diferentes níveis de corrente e temperatura, variando de -20 graus Celsius a 45 graus Celsius.
Os cientistas também examinaram as baterias internamente usando raios X e as desmontaram para analisar as dimensões dos eletrodos, a composição do material e as estruturas internas.
Os pesquisadores descobriram que o design da célula reduziu a resistência elétrica e promoveu uma distribuição mais uniforme da temperatura.
Este design, dizem os cientistas, se assemelha muito à arquitetura usada atualmente nas baterias de lítio Tesla.
“A célula oferece desempenho e qualidade de produção comparáveis às baterias de íon-lítio de última geração”, escreveram os pesquisadores no estudo.
“Ficamos positivamente surpresos com a uniformidade das células”, disse o Dr. Schütte.
