Uma nova bateria recarregável de zinco mantém seu desempenho ao longo de muitos ciclos graças a um gel desenvolvido para impedir as reações que normalmente degradam esse tipo de célula.
O zinco atrai o interesse dos pesquisadores para o armazenamento de eletricidade. É abundante, relativamente barato e pode funcionar com eletrólitos que contêm água. Essas características fazem dele um candidato interessante para baterias estacionárias, nas quais o peso é menos importante do que em um carro ou telefone.
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No entanto, um obstáculo persiste. Durante as cargas e descargas, o zinco metálico pode reagir com a água e formar produtos indesejáveis. O zinco também pode se depositar de maneira irregular. Esses fenômenos consomem gradualmente os materiais ativos e reduzem a vida útil da bateria.
Os pesquisadores desenvolveram um eletrólito na forma de hidrogel para controlar melhor esse ambiente. Um hidrogel é uma rede de moléculas sólidas capaz de reter muita água. Neste caso, sua composição química foi ajustada para modificar as interações entre a água, os íons de zinco e a superfície do eletrodo.
O material combina, entre outros elementos, grupos com cargas positivas e negativas com partes fluoradas. Essa arquitetura reorganiza as moléculas ao redor dos íons de zinco e limita a quantidade de água suscetível de participar das reações parasitas. O depósito de zinco também se torna mais uniforme ao longo dos ciclos.
O desempenho foi inicialmente estudado em diferentes montagens de laboratório. Em seguida, a equipe construiu células com capacidade da ordem de ampere-hora. Essa mudança de escala é importante, pois muitos materiais promissores funcionam em células muito pequenas, mas perdem suas vantagens quando a quantidade de material aumenta.
Os testes mostram que essas células podem manter uma parte significativa de sua capacidade após muitos ciclos. Os pesquisadores também relatam uma boa eficiência de carga e descarga. Esses resultados indicam que o eletrólito continua limitando as reações indesejáveis em um formato mais próximo de uma bateria utilizável.
Essa tecnologia não substitui imediatamente as baterias de íons de lítio. A densidade de energia, o custo de fabricação, a vida útil em condições reais e a produção em larga escala ainda precisarão ser comparados. Para o armazenamento na rede elétrica, um sistema mais pesado pode continuar sendo interessante se for durável, seguro e econômico.
A próxima etapa consistirá em fabricar células de capacidade ainda maior e testá-las em diferentes condições de temperatura e potência. Esses testes permitirão determinar se o hidrogel mantém suas propriedades ao longo de vários anos, um critério decisivo para o armazenamento diário de eletricidade renovável.