Nova bateria de lítio-ar pode segurar carga por mais tempo e durar vários anos
Por Jessica Pinheiro | 26 de Março de 2018 às 18h50
Embora os aprimoramentos nas baterias aconteçam com pouca frequência, tornando-se assim a causa de muitas deficiências na tecnologia moderna; todavia, quando elas ocorrem, todo um novo ciclo de produções e projetos têm início. Afinal, os smartphones desenvolvidos hoje em dia possuem uma durabilidade muito maior do que os que foram feitos há alguns anos, e da mesma forma acontece com laptops, com cargas de que duram boa parte do dia atualmente. De toda forma, esses dispositivos dependem de baterias, e se o investimento nestes componentes fosse impulsionado, os feitos poderiam ser muito mais promissores.
Mas a boa notícia é que novos modelos de baterias de Lithium-Air (lítio-ar) estão chegando para mudar um pouco o atual panorama, já que em seu design original elas possuem uma capacidade excelente, mas, por enquanto, se decompõem em questão de semanas. Com a reformulação, os componentes de energia poderão finalmente tornar seu uso mais viável a longo prazo.
As baterias de lítio-ar possuem um apelo melhor porque, diferente das demais baterias de íons de lítio, não é necessário usar todos os reagentes engarrafados dentro das células. De maneira simplificada, é como se em um eletrodo possuísse metais de lítio, os quais reagem com o oxigênio do ar. E, ao carregar uma bateria de lítio-ar, o oxigênio do eletrodo é devolvido ao ambiente, resultando em uma densidade de energia muito maior – até cinco vezes mais.
O problema é que tanto o lítio quanto o oxigênio são altamente reativos e ao expor um eletrodo ao ar, ele se deteriora rapidamente. No entanto, alguns pesquisadores da Universidade de Illinois em Chicago e do Laboratório Nacional de Argonne afirmam que conseguiram resolver essa questão com um novo design de baterias de lítio-ar. Este novo modelo foi projetado para proteger o ânodo de metal de lítio com um revestimento de carbonato de lítio.
Isso permitirá que os íons de lítio do ânodo adentrem no eletrólito, e, ao mesmo tempo, impeçam que os compostos indesejados atinjam o ânodo. Foi supostamente fácil criar essa camada de proteção: bastou apenas os que pesquisadores executassem alguns ciclos de descarga e carregamento da bateria em uma atmosfera pura de dióxido de carbono, o que resultou no acúmulo de uma malha de cristais de carbonato de lítio.
O cátodo é onde o oxigênio entra em uma bateria de lítio-ar, e, considerando esta informação, a equipe precisou construir um componente a partir de dissulfeto de molibdênio (cujo material gera uma película fina de peróxido de lítio, a partir das reações comuns da bateria). Essa camada não reage à presença de ar e, portanto, serve para proteger o cátodo de reações indesejáveis.
A equipe de pesquisadores utilizou simulações de computador e, em seguida, desenvolveu um hardware para testar a nova bateria de lítio-ar em uma atmosfera simulada, com taxas realistas de nitrogênio, oxigênio e água. Nestas provas, o protótipo conseguiu durar 750 ciclos, o equivalente a vários anos de uso. A nova versão da bateria de ar-lítio ainda está em sendo testada e a próxima etapa inclui verificar sua execução no mundo real. Caso dê certo, um novo modelo poderá ser comercializado.
Fonte: Extreme Tech