Uma equipe de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC), liderada pelo professor Chen Wei, anunciou um avanço significativo no armazenamento de energia com o desenvolvimento de um novo sistema de baterias químicas que utiliza hidrogênio gasoso como anodo. O estudo foi publicado na revista Angewandte Chemie International Edition e promete revolucionar a tecnologia de armazenamento energético.O hidrogênio (H2) tem sido amplamente estudado como um portador de energia renovável devido às suas propriedades eletroquímicas favoráveis e custo acessível. No entanto, as baterias tradicionais baseadas em hidrogênio geralmente utilizam o H2 como catodo, restringindo a faixa de voltagem entre 0,8 e 1,4 V, o que limita sua capacidade de armazenamento de energia. Para superar essa limitação, a equipe da USTC propôs uma abordagem inovadora, utilizando o H2 como anodo, permitindo um aumento significativo na densidade de energia e na voltagem de funcionamento.Uma nova configuração para maior eficiênciaO protótipo da bateria Li-H desenvolvido pelos pesquisadores incorpora um anodo de lítio metálico, uma camada de difusão gasosa revestida de platina atuando como catodo de hidrogênio e um eletrólito sólido composto por Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP). Essa configuração permite um transporte eficiente de íons de lítio, minimizando interações químicas indesejadas.Durante os testes, a bateria Li-H demonstrou uma densidade de energia teórica impressionante de 2825 Wh/kg, mantendo uma voltagem estável de aproximadamente 3V. Além disso, alcançou uma eficiência de ciclo (round-trip efficiency - RTE) de 99,7%, o que indica perdas mínimas de energia entre os ciclos de carga e descarga. O dispositivo também se destacou por sua estabilidade a longo prazo, um fator essencial para a viabilidade comercial da tecnologia.Versão anodo-freePara tornar a tecnologia ainda mais acessível e segura, os pesquisadores desenvolveram uma versão anode-free da bateria Li-H, o que elimina a necessidade de um anodo de lítio metálico pré-instalado. Em vez disso, a bateria deposita lítio a partir de sais de lítio, como LiH2PO4 e LiOH, diretamente no eletrólito durante o processo de carregamento. Essa configuração permite um recobrimento e remoção eficientes do lítio, com uma eficiência coulômbica de 98,5%.Outro aspecto positivo da versão anode-free envolve sua capacidade de operar estavelmente mesmo em baixas concentrações de hidrogênio, o que reduz a dependência do armazenamento em alta pressão de H2. Para compreender melhor o comportamento dos íons de lítio e hidrogênio dentro do eletrólito, os cientistas utilizaram modelagem computacional baseada na Teoria do Funcional da Densidade (DFT).Por fim, vale pontuar que o avanço na tecnologia de baterias Li-H abre novas possibilidades para soluções avançadas de armazenamento de energia, com potencial para uso em redes elétricas renováveis, veículos elétricos e até mesmo em aplicações aeroespaciais. Comparadas às tradicionais baterias de níquel-hidrogênio, as novas baterias de lítio-hidrogênio oferecem maior densidade de energia e eficiência, assim como se posicionam como candidatas promissoras para a próxima geração de armazenamento de energia, segundo os cientistas.Mais detalhes podem ser acessado no estudo oficial através do link: https://en.ustc.edu.cn/info/1007/5004.htm.
