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Cientistas criam bateria livre de cobalto que é mais barata e menos poluente

Por| Editado por Luciana Zaramela | 07 de Dezembro de 2022 às 08h30

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Reprodução/ORNL
Reprodução/ORNL

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram um novo método de fabricação capaz de produzir cátodos melhores e mais baratos para baterias de íons de lítio, atualmente usadas em equipamentos eletrônicos e veículos elétricos.

Segundo os cientistas, essa nova abordagem permite a criação de células de energia mais acessíveis, desenvolvidas a partir de um sistema muito mais rápido, menos dispendioso, que utiliza uma quantidade muito menor de material tóxico durante o processo de fabricação.

“Esse novo método oferece a principal vantagem de permitir que a indústria de baterias tenha uma linha de produção mais limpa e com custos mais competitivos, ao mesmo tempo em que possui uma pegada de carbono infinitamente menor”, explica o engenheiro químico Ilias Belharouak, coautor do estudo.

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Cátodos sem cobalto

O principal desafio superado pelos pesquisadores foi eliminar o cobalto usado na fabricação dos cátodos das células de energia convencionais de íons de lítio. Além de ser um metal raro, a maior parte do cobalto usado na produção de baterias é extraída no exterior, elevando os custos de manufatura.

Com esse novo método de fabricação, os cientistas obtiveram um material catódico de alta capacidade sem o uso de cobalto. Em vez de agitar continuamente os materiais do cátodo com produtos químicos em um reator, essa abordagem de síntese hidrotérmica cristaliza o cátodo usando metais dissolvidos em etanol.

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“O etanol é mais seguro de armazenar e manusear do que a amônia e, posteriormente, pode ser destilado e reutilizado. Além disso, o tempo necessário para produzir partículas e preparar o próximo lote de cátodos cai de alguns dias para menos de 12 horas”, acrescenta o professor Rachid Essehli, autor principal do estudo.

Baterias mais estáveis

O material produzido durante esse processo de fabricação de baterias livres de cobalto possui partículas mais uniformes, redondas e bem compactadas. Essas características são ideais para o desenvolvimento de cátodos muito mais eficientes e menos poluentes.

Outra vantagem desse novo método de produção é que ele permite que as células de energia se tornem mais estáveis, proporcionando ciclos de carga e descarga mais seguros, além de aumentar consideravelmente a vida útil das baterias feitas à base de íons de lítio.

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“Como suas propriedades são semelhantes às dos cátodos atuais de cobalto, esse novo material pode ser perfeitamente integrado aos processos de fabricação de baterias já existentes, fornecendo mais energia e diminuindo os custos dos veículos elétricos no futuro”, encerra o professor Rachid Essehli.

Fonte: Journal of Power SourcesOak Ridge National Laboratory