Armazenamento de energia — necessidade de melhores baterias


 

As baterias utilizam reações eletroquímicas para armazenar energia elétrica a utilizar posteriormente. São compostas por dois elétrodos: um terminal negativo (cátodo), um terminal positivo (ânodo) e um eletrólito.

Comparativamente aos combustíveis fósseis líquidos, as baterias armazenam menos energia no mesmo peso ou volume de material. Este facto, a par com o custo, a disponibilidade de matérias-primas e a taxa de recarregamento relativamente lenta são alguns dos principais desafios com que a tecnologia das baterias se depara na atualidade.

As baterias de iões de lítio são, atualmente, o padrão ouro do armazenamento de eletricidade. São utilizadas em inúmeros dispositivos, incluindo equipamento eletrónico móvel e automóveis elétricos. A utilização futura de baterias nestes dispositivos exigirá uma maior capacidade de armazenamento e velocidades de carregamento superiores, bem como uma redução dos custos.

Os nanomateriais podem ajudar a conceber baterias melhores, fornecendo materiais otimizados para a produção de cátodos e ânodos. A elevada área de superfície de nanomateriais como o grafeno ajuda a aumentar o contacto entre cátodos, ânodos e o eletrólito, possibilitando um carregamento mais célere das baterias.

Os nanotubos de carbono podem ser utilizados para criar elétrodos fortes e resistentes, com elevada integridade mecânica e flexibilidade. Os cientistas também estão a aplicar nanomateriais para reduzir o desgaste das baterias, de forma a garantir que estas retêm a sua capacidade ao longo de muitos ciclos de carregamento.

Os nanomateriais também podem ajudar a criar outras tecnologias de baterias que não as de iões de lítio, tornando-as económica e tecnicamente viáveis. As tecnologias de baterias dependem de matérias-primas abundantes, pelo que as baterias de iões de sódio poderiam ser um substituto adequado, uma vez que há maior disponibilidade de sódio do que de lítio.