Segundo os investigadores, a nova tecnologia está comercialmente pronta para incrementar em cinco vezes a potência dos veículos elétricos e dos telemóveis.
Baterias revolucionárias com nova tecnologia
A equipa de cientistas australianos realizaram um grande avanço no desenvolvimento de baterias revolucionárias de lítio-enxofre que podem armazenar até cinco vezes mais energia, isto tudo pela metade do custo quando comparado com a tecnologia tradicional de baterias de iões de lítio.
Uma equipa da Universidade Monash, em Melbourne, afirma ter desenvolvido um novo design de bateria de lítio-enxofre (Li-S) que reduz a quantidade de lítio necessária e aumenta significativamente a sua durabilidade, fator que é prioritário no sucesso da mobilidade elétrica.
Os investigadores afirmam que seu “ânodo de folha de lítio revestido com polímero nanoporoso” também retém mais energia e custará metade do preço das baterias de iões de lítio.
Um problema antigo com baterias baseadas na tecnologia de lítio-enxofre é que o ânodo de lítio e os cátodos de enxofre reagem entre si, esse facto cria estruturas semelhantes a árvores chamadas dendritos, que se ramificam a partir do ânodo de lítio, degradando-o e ao eletrólito, que é o meio no qual os iões de lítio se movimentam para frente e para trás.
Isso reduz a energia que a bateria pode fornecer e significa que, em última análise, que as baterias ficariam inutilizadas demasiado cedo para serem comercialmente viáveis, o que acontecia em alguns casos em apenas 50 ciclos.
Essa tipologia de problema também pode acabar causando um curto-circuito nas baterias, potencialmente fazendo com que o eletrólito inflamável inicie a combustão.
Este é o mesmo problema que tem afetado as baterias de iões de lítio, que dominam o mercado de armazenamento de energia atual, em casos pontuais as baterias de iões de lítio acabam mesmo por iniciar o mecanismo de combustão, tal como já observamos nos diversos casos a nível mundial, como aconteceu recentemente com uma grande bateria Tesla na Austrália.
O estudante de doutoramento e investigador principal Declan McNamara informou que o novo revestimento fino de polímero que a equipa que lidera desenhou “melhorou significativamente o número de vezes” que a bateria de lítio-enxofre poderia ser reiniciada.
“O polímero contém pequenos orifícios com menos de um nanómetro de tamanho – um bilionésimo de metro – que permitem que os iões de lítio se movam livremente enquanto bloqueiam outros produtos químicos que atacariam o lítio.”
Declan McNamara disse que o revestimento “também atua como uma estrutura para o lítio e o ajuda a carregar e descarregar de forma repetida”.
“O lítio metálico é uma espécie de faca de dois gumes”, disse McNamara. “O lítio contém muita energia, mas numa bateria de fraca qualidade, essa energia é desperdiçada em reações colaterais.”
“Por outro lado, se a energia for canalizada corretamente, poderá produzir alguns dispositivos de armazenamento de energia incríveis e mais fáceis de produzir…
“…Este revestimento é um passo em direção a baterias Li-S altamente eficientes e de fácil fabrico.”
O colega de Declan McNamara, o professor Mainak Majumder, afirmou o estudo “estabelece uma nova estrutura para proteger o metal de lítio da rápida deterioração ou falha catastrófica, que tem sido um calcanhar de Aquiles para baterias lítio-enxofre Li-S”.
Um outro membro da equipa de Declan McNamara, o professor Matthew Hill, informou que as baterias poderiam causar um impacto instantâneo.
“O mercado de veículos elétricos, drones e dispositivos eletrónicos está num padrão de crescimento acentuado e esta investigação está comercialmente pronta para ser fabricada para apoiar esse crescimento.”
As baterias lítio-enxofre Li-S são uma de uma série de novas tecnologias de baterias que competem para fazer incursões no domínio do iões de lítio – com outros produtos químicos, incluindo o ião de zinco , o ião de sódio e o ferro-ar.
