Estudo identifica como reduzir falhas em baterias de sódio

Baterias de íons de sódio despontam como uma alternativa viável às populares baterias de lítio, graças à maior abundância e distribuição de sua matéria-prima. No entanto, para melhorar seu desempenho, é preciso resolver um gargalo técnico: a formação de dendritos, estruturas que reduzem a vida útil e causam falhas de segurança no componente. Um estudo computacional realizado pelo Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) mapeou esse processo em escala atômica, oferecendo orientações concretas para controlar o fenômeno e, dessa forma, melhorar o desempenho das baterias.

As baterias de íons de sódio destinam-se a diversas aplicações, com destaque para o armazenamento de energia em larga escala, a integração de fontes renováveis às redes elétricas e a eletrônica portátil. Apesar de seu potencial, possuem densidade de energia menor que as baterias de lítio. Na prática, isso significa que precisam de mais volume e peso para armazenar a mesma quantidade de energia.

Para superar esse desafio tecnológico, é fundamental compreender, em escala atômica, os mecanismos que regem as interações entre o ânodo —eletrodo em que os íons de sódio ficam armazenados durante a descarga da bateria— e o eletrólito —substância que permite o transporte dos íons de sódio entre os eletrodos.

Cientistas do programa de Design Computacional de Materiais do CINE estudam um aspecto crítico dessas interações: a formação de uma camada muito fina na superfície do ânodo. Chamada de interface de eletrólito sólido (SEI, na sigla em inglês), essa camada se forma a partir da decomposição de componentes do eletrólito.