Um dos grandes desafios da indústria de carros elétricos são as baterias. Os dispositivos precisam ser eficientes e duradouros — e, quando são, acabam ficando caros, o que torna os eletrificados mais salgados do que suas versões a combustão. Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, têm uma solução que melhora a eficiência da bateria ao mesmo tempo que a torna mais barata.
O segredo está em um novo cátodo de baixo custo em estado sólido, que promete revolucionar não só o setor de carros elétricos, mas outras baterias de armazenamento em larga escala no geral.
Nova bateria promete mudar setor de carros elétricos
Aumentar eficiência e diminuir preço do dispositivo é uma das metas do setor de carros elétricos. Para se ter uma ideia, atualmente 50% do custo total de um eletrificado está na bateria de íons de lítio.
Essas peças não são exatamente novas e já eram usadas em eletrônicos pessoais, como smartphones e notebooks. O problema está no armazenamento de energia em larga escala, acentuado pelos esforços de eletrificação (principalmente no setor automotivo).
A pesquisa da Georgia Tech promete um avanço nesse sentido através de um cátodo de baixo custo desenvolvido pela própria equipe. O objetivo é melhorar o desempenho das baterias de íons de lítio por um preço mais barato.
Como lembrou o TechXplore, o cátodo é uma célula eletroquímica que afeta o desempenho, energia, eficiência e vida útil de uma bateria. No caso da pesquisa atual, o material usado é o cloreto de ferro, que custa cerca de 1 a 2% dos componentes usados normalmente para a mesma finalidade.
Como funciona a bateria
As baterias de íons de lítio têm capacidade para mais energia em pacotes menores. O problema está no preço: ela usa metais considerados semipreciosos, como cobalto e níquel, o que encarece o produto final (como os carros elétricos).
A indústria já está se mobilizando para encontrar alternativas. Até agora, quatro novos cátodos sólidos foram comercializados com sucesso, com a invenção da equipe de Geórgia sendo o quinto.
Veja as vantagens:
- Enquanto baterias de íons de lítio usam eletrólitos líquidos para armazenar energia e desencadear a liberação, as mesmas baterias em estado sólido usam eletrólitos sólidos;
- Na prática, isso aumenta a eficiência e a confiabilidade do produto, já que a versão líquida pode vazar e incendiar;
- As baterias de lítio em estado sólido ainda estão em desenvolvimento, mas prometem uma melhora considerável nos dispositivos;
- No caso da pesquisa atual, o cátodo de cloreto de ferro usa um eletrólito sólido e um ânodo de lítio metálico;
- Nos testes, o material mostrou um desempenho tão bom ou melhor que os cátodos mais caros, sem contar uma voltagem operacional mais alta.
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O que isso significa para os carros elétricos?
Segundo os pesquisadores, a composição da bateria tem um custo de 30% a 40% das baterias de íons de lítio atuais. Ou seja, menos da metade.
Hailong Chen, líder do estudo, explicou as vantagens para o setor de carros elétricos (e outros setores):
Isso não só poderia tornar os carros elétricos muito mais baratos do que os carros de combustão interna, mas também forneceria uma nova e promissora forma de armazenamento de energia em larga escala, aumentando a resiliência da rede elétrica. Além disso, nosso cátodo melhoraria muito a sustentabilidade e a estabilidade da cadeia de suprimentos do mercado de elétricos.
Hailong Chen, líder do estudo
O dispositivo da equipe ainda está passando por refinamentos em laboratório, mas não deve demorar tanto tempo para chegar ao mercado. Para Chen, a tecnologia pode estar a menos de cinco anos de viabilidade comercial para aplicação em carros elétricos.
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