Baterias de carbono substituem lítio

Desde 2014, a empresa japonesa japonesa Power Japan Plus, envolvida na busca e desenvolvimento de materiais para baterias de alto desempenho, lançou a produção de um novo tipo de bateria. Cientistas da Universidade de Kyushu participaram ativamente do desenvolvimento. Essas baterias possuem basicamente um eletrólito orgânico, que, no entanto, funciona com um cátodo e um ânodo feitos de um composto à base de carbono, e o carbono para baterias é feito de algodão, grãos de café ou bambu.

As novas baterias são chamadas Ryden (bateria de carbono dupla Ryden). Ao contrário do popular hoje baterias de íon de lítio, baterias Ryden de carbono duplo são os mais eficazes e completamente ecológicos. Metais raros e pesados ​​não são usados ​​aqui; portanto, as baterias não são caras e são completamente recicláveis. Atualmente, é a melhor maneira de armazenar energia elétrica.

Se você observar as baterias de íon de lítio, originalmente criadas em 1991 pela Sony Energitech, elas obviamente têm vantagens significativas:

• recarregar rapidamente e descarregar lentamente;

• apresentar baixa autodescarga na região de 10%;

• capaz de alimentar uma ampla gama de dispositivos, de telefones celulares a naves sofisticadas.

No entanto, o lítio, apesar de seu peso leve e boa densidade energética específica, também apresenta desvantagens: pegada de carbono, toxicidade, alto custo e componentes escassos. Essas deficiências de lítio levaram os pesquisadores do Japão a procurar alternativas menos tóxicas, com menos riscos ao meio ambiente, com a possibilidade de fácil descarte.

A capacidade específica das baterias de carbono duplo é comparável às baterias de íon-lítio, mas em termos de segurança, as novas baterias são significativamente superiores às baterias de lítio. Além disso, as novas baterias mantêm sua vida útil por muito mais tempo e recarregam mais rapidamente, o que as torna uma ótima alternativa hoje.

No verão de 2014, a Equipe Taisan testou novas baterias em um carro de corrida elétrico, e os resultados superaram todas as expectativas. A bateria leve da Ryden não superaqueceu durante a corrida e o motorista geralmente não precisou parar ou desacelerar quando a bateria atinge uma temperatura perigosa. Ou seja, a bateria baseada no sistema de refrigeração volumoso de "carbono duplo" não é necessária em princípio.

O fabricante, é claro, não divulga todas as sutilezas em relação ao dispositivo da bateria, no entanto, reivindica um processo químico único que ocorre entre o ânodo e o cátodo feitos do próprio carbono comum. Ao mesmo tempo, a bateria é quimicamente completamente estável e não é perigosa, como o íon de lítio, nem para o meio ambiente nem para os seres humanos.

Enquanto isso, os testes mostraram uma velocidade de carregamento de 20 vezes a velocidade de carregamento de baterias de íon-lítio de capacidade semelhante! A tensão nominal de uma célula é de 4 volts. A vida útil é 50% maior que os melhores análogos de lítio - 3000 contra os anteriores ciclos máximos alcançáveis ​​de 2000 de descarga e carga anteriores.

A produção de baterias de carbono duplo não está associada a uma alteração nas linhas existentes para baterias de íons de lítio e, devido à falta de metais raros na lista de componentes, a dependência dos preços de mercado das matérias-primas é excluída. Os custos de descarte também deixaram de ser um problema e a produção em si é quase completamente livre de desperdícios.

Um salto tecnológico tão colossal foi o resultado de um compromisso que fabricantes e desenvolvedores alcançaram, alcançando o equilíbrio desejado ”, disse Kaname Takeya, diretor técnico da Power Japan Plus em um comunicado à imprensa.

A produção em larga escala das baterias Ryden 18650 começou na província de Okinawa. E agora estão disponíveis baterias seguras e eficazes para uma variedade de aplicações, desde equipamentos médicos a veículos elétricos, para os quais o Power Japan Plus pode fornecer componentes para a criação de baterias de grande capacidade, para que os fabricantes de veículos elétricos possam obter a capacidade necessária para a montagem automática.

Desde 2014, químicos da Universidade de Oregon buscam uma substituição ecológica do lítio. Em busca de um material biológico eficaz, eles descobriram um componente químico que poderia revolucionar a indústria de baterias elétricas. Cradle to Cradle - este é o nome do conceito, que assume 100% de reutilização dos materiais obtidos no processo da vida humana: o produto é recriado ou um novo é obtido a partir do material de origem.

A inovação está no descarte de resíduos perigosos por meio do reuso na produção de baterias. Uma equipe de pesquisadores descobriu a possibilidade de criar baterias confiáveis ​​e baratas a partir de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos.

Os compostos de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) são poluentes e podem ser encontrados em qualquer lugar. A reciclagem desses compostos permitirá criar baterias sustentáveis ​​enquanto limpa o ambiente. Sendo produtos da combustão de hidrocarbonetos, os PAHs são distribuídos pela água, solo, ar e estão incluídos na lista das substâncias mais nocivas ao meio ambiente.

A bateria, desenvolvida na Universidade de Origon, conterá um ânodo de carbono e um catodo com base nos PAHs. De particular interesse é a substância coronina. Coronine na forma cristalina sólida é seguro. De acordo com os resultados dos testes, verificou-se que a capacidade do íon é bastante alta, a estrutura é quimicamente estável e, no futuro, será possível obter baterias perfeitamente adequadas para economizar energia do sol e do vento, com vistas a seu uso posterior.

Há uma vantagem muito grande da coronina sobre o mesmo carbono: o carbono é incompatível com o eletrólito não aquoso, enquanto que para a coronina isso não é um problema! Ou seja, as baterias ficarão livres de manutenção e, ao mesmo tempo, confiáveis ​​e estáveis. A propósito, estudos sobre a formação de estrelas mostraram que os HAP estão presentes na nebulosa da “Estátua da Liberdade”, ou seja, o Sol provavelmente também emergiu do ambiente que os contém - “a energia proveniente das estrelas será usada em baterias e voltará a nós novamente e novamente Disse Hanen Khattab, Ph.D. da Universidade de Quebec, em Montreal.

Obviamente, o futuro ainda está com baterias de carbono. Serão baratos de fabricar, não-tóxicos, ecologicamente corretos e para o homem. O carbono está amplamente disponível. O carvão regular contém 80% de carbono. Qualquer organismo vivo ou morto é caracterizado pelo conteúdo de compostos de carbono.

A vida é impossível sem carbono. As plantas recebem compostos de carbono do ar, usam carbono para formar o sistema radicular. Animais pegam carbono com comida. Ambos o emitem na composição de dióxido de carbono. De uma maneira ou de outra, o carbono não é escasso e isso nos dá alguma esperança.