Pesquisadores da Universidade de Chicago, nos EUA, patentearam um novo material capaz de produzir e armazenar eletricidade de maneira mais eficiente do que as células de energia convencionais, feitas à base de íons de lítio. O composto de sulfeto de ferro pode ser usado em pó ou como uma película fina em um substrato qualquer.
Essa bateria possui um desempenho aprimorado e de baixo custo, podendo ser aplicada no desenvolvimento de supercapacitores para veículos elétricos, ou na fabricação de células energéticas de lítio e sódio em sistemas de armazenamento de grande porte nas redes de transmissão de energia.
“O que é empolgante em nossa descoberta é que podemos pegar o sulfeto de ferro e estruturá-lo em nanofolhas, permitindo um carregamento mais rápido e reversível para a criação de baterias mais sustentáveis e com menos impacto ambiental”, explica o professor de química John Anderson, autor principal do estudo.
Nos primeiros experimentos realizados em laboratório, o sulfeto de ferro foi usado como cátodo em baterias de enxofre. Após passar por um processo de otimização, o material pode ser utilizado como eletrólitos em estado sólido ou como cátodos mais eficientes para uma grande variedade de baterias.
Representação do material feito à base de sulfeto de ferro (Imagem: Reprodução/University of Chicago)Em uma nova fase de testes, a equipe do professor Anderson pretende aumentar a estabilidade do material feito à base de sulfeto de ferro, permitindo que ele possa ser aplicado em dispositivos comuns, sem a necessidade de adaptações difíceis de serem replicadas pela indústria em grande escala.
“À medida que a sociedade se torna cada vez mais eletrificada, haverá mais demanda por baterias e pelas matérias-primas que as constituem. O que é empolgante nessa pesquisa é que nosso material é composto por dois dos elementos mais baratos e abundantes do planeta: ferro e enxofre”, acrescenta Anderson.
Pensando no futuro
Segundo especialistas, a demanda por energia elétrica deve triplicar entre 2019 e 2050, exigindo um incremento considerável na capacidade de fabricação de baterias. Nesse mesmo período, a quantidade de energia armazenada nessas baterias deve aumentar de 230 gigawatts-hora para 2 terawatts-hora. Até 2050 o uso de baterias deve aumentar de 230 gigawatts-hora para 2 terawatts-hora.
A solução para esse salto gigantesco no uso de células de energia pode estar no desenvolvimento coordenado de materiais sintéticos e inorgânicos mais eficientes, capazes de armazenar eletricidade em dispositivos de baixo custo e sem causar danos ambientais a longo prazo.
“O futuro do armazenamento de energia vai depender de novas tecnologias de bateria. Os materiais que usamos hoje estão em funcionamento há décadas e, embora tenham sido otimizados nesse período, a composição deles é um limite fundamental que impede o avanço das baterias que temos atualmente”, encerra John Anderson.
Fonte: University of Chicago
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