Progressos no sentido das baterias de iões de potássio
As tecnologias alternativas de baterias são vitais para a transição ecológica
As baterias de iões de potássio podem ter uma densidade energética superior à das baterias de iões de sódio. Este facto é importante para o armazenamento de energia em grande escala, como é o caso das energias renováveis.
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Numa análise publicada na revista Science and Technology of Advanced Materials, os investigadores fizeram um levantamento das tecnologias de baterias que serão vitais para uma transição ecológica sustentável. Eunho Lim e colegas da Universidade de Dongguk, na Coreia, discutem os recentes avanços e desafios e apontam para a investigação necessária para desenvolver uma alternativa às baterias de iões de lítio.
Embora as baterias de iões de lítio tenham sido inestimáveis na revolução eletrónica - alimentando computadores portáteis, smartphones, veículos electrónicos e muito mais - a sua utilização crescente enfrenta um desafio crítico. O lítio não é um recurso comum. A procura crescente transformou-o num recurso estratégico de elevado valor, e espera-se que a transição ecológica aumente ainda mais a procura.
Uma alternativa é desenvolver tecnologias de baterias baseadas num material mais comum. As baterias de iões de sódio são uma opção, e a tecnologia está quase pronta para ser comercializada. Mas as baterias de iões de potássio seriam ainda melhores, uma vez que poderiam ter uma densidade energética mais elevada, o que é especialmente importante para o armazenamento de energia em grande escala, como no caso das energias renováveis.
"As baterias de iões de potássio estão a emergir como uma alternativa viável devido à abundância e à relação custo-eficácia do potássio, mas a realização do seu potencial requer o desenvolvimento de materiais anódicos avançados adaptados às propriedades únicas dos iões de potássio", explica Lim.
A análise do Professor Lim aborda a investigação necessária para concretizar o potencial das baterias de iões de potássio. O documento examina sistematicamente os pontos fortes e fracos de diferentes materiais anódicos e os mecanismos electroquímicos em que cada um se baseia. O documento também descreve estratégias que poderiam superar os pontos fracos de cada abordagem, bem como os compromissos entre desempenho e estabilidade. Um ponto importante que emerge é a interação dos parâmetros electroquímicos e das estruturas físicas na determinação da capacidade e longevidade das baterias de iões de potássio. Com base nesta panorâmica, a equipa destaca caminhos para investigação futura com vista ao avanço da tecnologia das baterias de iões de potássio.
Lim planeia desenvolver este trabalho de base, com o objetivo de conceber novos materiais que possam cumprir a promessa das baterias de iões de potássio, contornando as suas limitações. "A minha investigação centrar-se-á no desenvolvimento de materiais anódicos rentáveis, de elevado desempenho e seguros para as baterias de iões de potássio", afirma. Também planeia utilizar técnicas de caraterização avançadas para investigar alguns dos fenómenos fundamentais que ocorrem nos materiais das baterias. "Compreender estes mecanismos será crucial para otimizar a conceção dos materiais e a arquitetura dos eléctrodos".
"Em última análise", afirma, "o meu objetivo é contribuir para a comercialização de baterias de iões de potássio através do desenvolvimento de materiais que possam rivalizar ou exceder o desempenho dos actuais ânodos das baterias de iões de lítio".
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