Bateria à base de água evita que carros elétricos peguem fogo em enchentes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/01/2023

É uma grande melhoria para uma bateria de zinco à base de água, aproximando-a das mais adiantadas em termos de desenvolvimento, as baterias de zinco-ar.
[Imagem: Huajun Tian et al. - 10.1038/s41467-022-35618-2]

Carros elétricos na enchente

Nunca foi recomendável que você enfrente uma área alagada com seu carro com motor a combustão, mas o problema pode ser particularmente sério se você tiver um carro elétrico.

Acontece que, mesmo que você não se arrisque, seu carro elétrico pode ser colhido por uma enchente sem que você esteja dentro dele.

Vários casos desse tipo ocorreram recentemente nos Estados Unidos, quando o furacão Ian atingiu o estado da Flórida: Quando a água atingiu os veículos, ela causou curtos-circuitos nas baterias que simplesmente incendiaram os carros, mesmo estando todos molhados - pelo menos 12 incêndios de veículos elétricos foram registrados nessas condições pela Administração de Bombeiros dos EUA.

"Durante o furacão Ian, muitos carros elétricos pegaram fogo depois de ficarem encharcados pela água da enchente," contou o professor Yang Yang, da Universidade da Flórida Central. "Isso porque a água salgada corrói a bateria e causa um curto-circuito, que inflama os solventes inflamáveis e outros componentes."

É por isso que ele e sua equipe estão trabalhando em novo tipo de bateria, com uma tecnologia que pode prevenir incêndios em veículos elétricos.

A superfície repleta de nanoestruturas foi crucial para os ganhos obtidos.
[Imagem: Huajun Tian et al. - 10.1038/s41467-022-35618-2]

Bateria de zinco e água do mar

As chamadas baterias aquosas estão sendo desenvolvidas em vários laboratórios ao redor do mundo, com a grande vantagem de usar como eletrólito diversos tipos de sais diluídos em água, eliminando os solventes altamente voláteis usados nas baterias de lítio atuais.

Mas os projetos de baterias com eletrólitos à base de água têm apresentado baixa produção de energia, instabilidade, crescimento de estruturas metálicas nocivas, chamadas dendritos, no eletrodo negativo, e corrosão.

Agora, a equipe do professor Yang conseguiu usar íons metálicos naturalmente encontrados na água do mar, como sódio, potássio, cálcio e magnésio, para compor o eletrólito. Isto resultou em uma bateria de cátion duplo que armazena mais energia.

Essa implementação permitiu ainda superar a lentidão de carregamento dos projetos anteriores de baterias aquosas de cátion único - na verdade, o pequeno protótipo construído pela equipe atingiu carga total em três minutos de recarregamento.

Nanoengenharia

O elemento principal da bateria aquosa, contudo, não é tão somente a água salgada usada como eletrólito, mas uma superfície nanoengenheirada, formada por uma floresta de saliências de uma liga de zinco e cobre, depois recoberta com uma camada protetora de óxido de zinco.

Essa superfície controla as reações eletroquímicas da bateria, dando-lhe estabilidade e sua capacidade de carregamento rápido, além de evitar o crescimento dos danosos dendritos, que causam curtos-circuitos, inutilizando a bateria.

"Essas baterias, usando os novos materiais que desenvolvemos, permanecerão seguras mesmo se forem usadas de maneira inadequada ou mergulhadas em água salgada," garante Yang. "Nosso trabalho pode ajudar a melhorar a tecnologia dos veículos elétricos e continuar otimizando-a como uma forma confiável e segura de viajar."

Mais tópicos