Esquema de uma bateria aquosa reciclável. Crédito: Polymer Journal (2025). Doi: 10.1038/s41428-025-01085-x
Baterias aquosas existem há séculos. Eles são seguros e relativamente de baixo custo, mas sua adoção em novos sistemas de armazenamento de energia-como armazenamento de grade e veículos elétricos-foi limitada. Um dos principais motivos é a compatibilidade do material: muitos materiais de eletrodo não têm um bom desempenho em eletrólitos aquosos.
Para polímeros redox orgânicos em particular, a hidrofobicidade tem sido uma barreira. Como outros materiais de polímero, eles também apresentam desafios quando se trata de decomposição e reciclagem.
Agora, em pesquisas publicadas no Polymer Journal, uma equipe da Universidade de Tohoku, trabalhando em colaboração com a Nitto Boseki Co., Ltd., desenvolveu um novo polímero redox orgânico que enfrenta esses desafios de longa data.
Para superar os obstáculos, a equipe introduziu o p-di-hidroxibenzeno-uma molécula orgânica com alta capacidade de armazenamento de carga-em uma poliamina, que é solúvel em água devido à sua carga positiva.
Isso foi alcançado através de uma simples reação de condensação. O polímero resultante retém alta hidrofilicidade, pode ser usado como material ativo do eletrodo à temperatura ambiente (25 ° C) e pode ser dividido em seus componentes brutos em condições leves a temperaturas abaixo de 100 ° C.
“Este estudo fornece uma estratégia de design para tornar as moléculas redox hidrofóbicas compatíveis com sistemas aquosos”, disse Kouki Oka, professora associada do Instituto de Pesquisa Multidisciplinar para Materiais Avançados da Universidade Tohoku. “Ao combinar alta capacidade de armazenamento de carga com a reciclabilidade, podemos abrir novas direções para pesquisa sustentável de baterias”.
Síntese e decomposição da poliamina substituída por P-di-hidroxibenzeno. Crédito: Polymer Journal (2025). Doi: 10.1038/s41428-025-01085-x
As descobertas destacam dois benefícios principais. Primeiro, o uso de eletrólitos à base de água evita o risco de incêndio associado a solventes inflamáveis convencionais. Segundo, como os novos polímeros são feitos de elementos abundantes e podem ser facilmente decompostos, eles podem ajudar a reduzir o consumo de recursos e a poluição plástica.
“Nosso próximo passo é avaliar a durabilidade e outros fatores de desempenho para entender todo o potencial desse material para aplicações do mundo real”, acrescentou OKA.
Mais informações: Kouki Oka et al., Polyallallamina substituída por hidroquinona: capacidade redox para baterias secundárias aquosas de polímero-ar polimérico e reciclabilidade, Polymer Journal (2025). Doi: 10.1038/s41428-025-01085-x
Fornecido pela Universidade de Tohoku
Citação: O Organic Polymer abre o caminho para baterias recicláveis à base de água (2025, 5 de setembro) recuperadas em 5 de setembro de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-09-polymer-paves-recyclable-batteries.html
Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa particular, nenhuma parte pode ser reproduzida sem a permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins de informação.
