Estudo revela: bateria sólidas mais seguras e com maior autonomia

A autonomia dos veículos 100% eléctricos, ainda reduzida quando se pensa em viagens mais longas, continua a ser uma dor de cabeça para os massificar junto dos automobilistas.

E, nestas contas, não entram os preços mais elevados destes veículos quando comparados com os seus "irmãos" equipados com motores de combustão.

No início deste mês, uma equipa de investigadores da Samsung publicou na Nature Energy, uma respeitada revista científica, um estudo sobre baterias sólidas de elevado desempenho e longa duração.

Dilemas para resolver

No caso específico das baterias de iões de lítio, que equipam os modelos electrificados, actualmente está-se perante três dilemas que não estão resolvidos de forma satisfatória.
Estão, nesse campo, a baixa densidade de energia, com a correspondente menor autonomia, problemas de segurança, como sobreaquecimentos, e um curto ciclo de vida devido às sucessivas cargas e descargas da bateria.

Comparadas com as baterias de iões de lítio, que usam electrólitos líquidos na sua composição, as baterias em estado sólido suportam maior densidade de energia, o que abre a porta para maiores capacidades e mais segurança.

Há um senão em relação a estas baterias: os anódios metálicos de lítio, que nelas são frequentemente usados, são propensos a desencadear o aumento de dendritos.

Para quem não esteja habituado a estes termos mais técnicos, os dendritos são cristais do tamanho da cabeça de um alfinete, que podem desenvolver-se no anódio de uma bateria durante o carregamento. Essa situação pode provocar efeitos colaterais indesejáveis, que reduzem a vida útil e a segurança da própria bateria.

Novo composto pode resolver problema

Para ultrapassar esses efeitos, os investigadores da Samsung propuseram-se a utilizar, pela primeira vez, uma camada compósita de prata e carbono como anódio numa célula protótipo.

Os resultados demonstram vantagens assinaláveis na utilização daquele composto, ao permitir à bateria suportar uma carga maior e um ciclo de vida mais longo, para além de aumentar a sua segurança geral.

Com apenas cinco mícron de espessura, a camada ultra compacta do nano compósito de prata e carbono permitiu que a equipa reduzisse a grossura do anódio, aumentando a densidade de energia até 900 Wh/litro.

Este desempenho permitiu igualmente criar um protótipo com menos 50% de volume do que uma bateria de iões de lítio convencional.

Embora ainda se esteja ainda numa fase muito inicial da investigação, os primeiros resultados são muito encorajadores para a expansão dos veículos eléctricos.

A célula-protótipo agora desenvolvida permitiria que um automóvel 100% electrificado percorresse até 800 quilómetros com uma única carga, e com uma vida útil superior a mil recarregamentos.

Como afirmou Dongmin Im, o cientista que lidera o projecto (primeiro à direita na fotografia), "este estudo pode ser a semente para o desenvolvimento de baterias mais seguras e de elevado desempenho para os futuros veículos eléctricos".

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