Nova bateria mantém celular carregado por cinco dias

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/01/2020

A equipe australiana projetou um método que cria ligações entre as partículas de enxofre que acomodam o estresse, atingindo um nível de estabilidade nunca visto em qualquer bateria até o momento.
[Imagem: Mahdokht Shaibani et al. - 10.1126/sciadv.aay2757]

Baterias com mais carga

Pesquisadores da Universidade Monash, na Austrália, desenvolveram uma bateria de lítio-enxofre com uma capacidade cinco vezes maior do que as melhores baterias de íons de lítio que equipam celulares e carros elétricos.

O protótipo manteve uma eficiência de 99% por mais de 200 ciclos, e uma versão do tamanho de uma bateria comercial poderia alimentar os telefones celulares mais modernos por cinco dias.

Até o momento, o problema das baterias de lítio-enxofre é que a capacidade do eletrodo de enxofre para armazenar energia é tão grande que ele se esfarela com os repetidos ciclos de carga e descarga. É preciso reduzir a capacidade de carga para fazer a bateria durar mais, fazendo as vantagens da tecnologia irem ralo abaixo.

Isso acontece porque o eletrodo de enxofre se expande e se contrai conforme se recarrega e disponibiliza a energia, com uma variação de volume de cerca de 78%. A mudança de volume também ocorre nos eletrodos das baterias de íons de lítio, mas numa proporção cerca de oito vezes menor.

Baterias mais baratas

Para lidar com este problema, Mahdokht Shaibani e seus colegas deram mais espaço para que as partículas de enxofre possam se expandir e contrair usando uma quantidade menor do material que as mantém coesas.

Usando um polímero de ligação, eles criaram uma série de pontes entre as partículas de enxofre - em vez de uma rede densa -, equilibrando a resistência da bateria ao esfarelamento com sua capacidade de armazenar e disponibilizar uma grande quantidade de energia.

A equipe destaca que as baterias de lítio-enxofre podem reduzir drasticamente o custo das baterias para celulares e carros elétricos e armazenamento de energia das fontes renováveis e variáveis - como solar e eólica - porque o enxofre é abundante e barato.

"Esta abordagem não apenas favorece métricas de alto desempenho e longa vida útil, mas também é simples e de custo extremamente baixo para fabricar, usando processos à base de água, e pode levar a reduções significativas nos resíduos perigosos para o meio ambiente," disse o professor Matthew Hill, um dos coordenadores da equipe.

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