Cientistas conseguem criar bateria leve utilizando restos de kevlar

Um dos maiores problemas quando pensamos em baterias é o seu peso. Geralmente, esses dispositivos, independentemente do aparelho, causam dor de cabeça nas fabricantes, que precisam achar soluções que mitiguem a interferência dessa carga extra no uso e no dia a dia. Porém, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, fez um estudo interessante e experimentou utilizar restos de kevlar para fazer o corpo de algumas baterias que equipam robôs. E o resultado foi positivo.

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Liderada pelo professor de engenharia química, Nicholas Kotov, a equipe desenvolveu um sistema de bateria que é forte o suficiente para servir também como suporte estrutural para o resto do robô. Em um estudo publicado na quarta-feira (19) na revista Science Robotics, Kotov aponta que não só a química da bateria de zinco-ar que sua equipe empregou é cerca de três vezes mais densa do que o bloco de íon de lítio padrão, mas por também terem incorporando a bateria ao corpo do robô em si, eles foram capazes de liberar cerca de 20% de espaço no interior do robô em comparação com um sistema de energia convencional.

“Os projetos de robôs são restritos pela necessidade de baterias que muitas vezes ocupam 20% ou mais do espaço disponível dentro de um robô, ou respondem por uma proporção semelhante do peso do robô. Nenhuma outra bateria estrutural relatada é comparável, em termos de densidade de energia, às baterias de lítio avançadas de hoje. Melhoramos nossa versão anterior de baterias de zinco estruturais em 10 medidas diferentes, algumas das quais são 100 vezes melhores, para que isso aconteça”, disse Kotov em entrevista ao University of Michigan News.

Além de apresentar maior eficiência energética graças ao menor peso, o projeto de bateria contorna outro problema decorrente do uso em máquinas: a quantidade de energia que a bateria pode produzir e sua capacidade de suportar estresse. Normalmente, as baterias eletroquímicas que misturam um metal e ar usam uma solução aquosa para separar o cátodo e o ânodo. A bateria da Universidade de Michigan consiste em um eletrodo de zinco e um cátodo de ar ambiente separados por uma camada de fibras de kevlar suspensas em um gel de polímero à base de água que ajuda a transferir íons de hidróxido entre os eletrodos. Uma vez que as camadas separadoras são efetivamente sólidas, elas não se rompem ou rompem sob tensão como um separador de líquido faria. E mesmo que se rompa, a solução não é tóxica.

Além disso, a camada separadora é tão resistente (por causa do kevlar) que, na verdade, ajuda a inibir a formação de dendritos de zinco, pequenos excessos de metal entre os eletrodos criados durante o ciclo de carga-descarga que degradam o desempenho e a vida útil da bateria. As baterias de íon-lítio podem durar cerca de 500 ciclos sem se degradar perceptivelmente; no entanto, as baterias de zinco começam a diminuir após apenas 100 ciclos. Com o kevlar na composição do corpo, isso não acontece.

De acordo com Kotov, essas baterias devem ser comercializadas em até cinco anos e, muito provavelmente, equiparão drones e robôs.

Fonte: Engadget