O cálcio proporciona um impulso surpreendente às baterias líquidas.

As baterias líquidas, desenvolvidas pelo professor do MIT Donald Sadoway, são uma nova e promissora tecnologia que permite armazenar grandes quantidades de energia por até 12 horas, descarregando-a lentamente ao longo do tempo. Isso as torna uma opção atraente para sistemas de energia renovável. Agora, Sadoway e sua equipe desenvolveram uma nova matriz para baterias líquidas que promete torná-las ainda mais eficientes e acessíveis aos usuários. Desenvolvidas por Sadoway e comercializadas pela Ambri, as células de energia líquida são únicas porque todos os componentes estão em estado líquido durante a operação. As baterias originais utilizavam magnésio como eletrodo negativo e antimônio como eletrodo positivo, juntamente com um eletrólito de sal fundido de baixo custo. A nova tecnologia utiliza cálcio, um elemento químico abundante e acessível, tanto para os eletrodos quanto para o sal fundido no interior da bateria. O cálcio era um elemento químico complexo de se trabalhar, pois se dissolve rapidamente no sal, o que dificultava seu uso em uma bateria líquida, que requer três camadas líquidas separadas que permaneçam distintas, mas que ainda funcionem em conjunto como uma bateria. O cálcio também possui um alto ponto de fusão, o que teoricamente exigiria que a bateria operasse a 900 graus Celsius. "Foi a química mais difícil", disse Sadonway, professor de Química de Materiais da Cátedra John F. Elliott no MIT. Para superar o problema do aquecimento, a equipe misturou magnésio com o cálcio ao criar os eletrodos líquidos. O magnésio tem um ponto de fusão muito mais baixo, permitindo que a bateria opere em temperaturas significativamente menores. A equipe também desenvolveu uma nova formulação para a camada interna de eletrólito da bateria, que fornece a matriz para a transferência de íons entre os eletrodos. A nova formulação à base de sal utiliza cloreto de lítio e cloreto de cálcio, o que permite a troca iônica a uma taxa significativamente maior do que a tecnologia de bateria líquida desenvolvida anteriormente. O novo eletrólito de lítio tem um segundo benefício inesperado: além de reduzir a temperatura de operação e aumentar a potência da bateria, ele também ajuda a manter a estrutura de três camadas da célula de energia, impedindo que os eletrodos de cálcio-magnésio se dissolvam no sal. E talvez a maior vantagem dessa nova bateria líquida esteja no lado do fornecimento da tecnologia. Tanto o cálcio quanto o magnésio são extraídos juntos e sua separação é cara. Como essas novas baterias usam cálcio e magnésio em conjunto, a produção delas se torna muito mais acessível. Sadoway e sua equipe observam que essa nova formulação é um ponto de partida para um novo campo da tecnologia de baterias. A equipe espera que este trabalho inspire outros cientistas a explorar outras combinações químicas que sejam eficientes na condução de eletricidade e ainda mais acessíveis de produzir. "A lição aqui é explorar diferentes composições químicas e estar preparado para as mudanças nas condições de mercado", afirma Sadoway.Veja também: A visão de Raimond de Hullu para os edifícios verdes da Oas1