Novas baterias podem levar a carros elétricos com recarga instantânea

Pesquisadores na China desenvolveram uma nova formulao para baterias que poder permitir a construo de carros eltricos que podero ser recarregados muito mais rapidamente que os modelos atuais. To rpido quando o tempo necessrio para encher o tanque de um veculo a combusto.

O segredo est no uso de um material chamado “fsforo negro”, que tem propriedades similares ao carbono. Quando tomos de carbono so interligados em uma camada com apenas um tomo de espessura, temos grafeno. Se o carbono for substitudo pelo fsforo negro, temos um material chamado “fosforeno”.

Assim como o grafeno, ele um excelente condutor de eletricidade. Alm disso, como tem mais eltrons que o carbono, o fsforo interage com mais tomos de ltio, outro componente das baterias. Mas em contraste ao grafeno, o fosforeno no forma uma “folha” plana: em vez disso ele tem picos e vales, o que acaba sendo algo benfico, j que ajuda a transportar rapidamente ons de ltio para dentro e para fora do material.

O problema com o fosforeno que, assim como outros materiais, ele se expande medida que acumula ons de ltio, levando a uma falha estrutural que interrompe o fluxo de energia eltrica quando submetido a ciclos de carga e descarga. Eventualmente estas falhas se tornam numerosas o bastante para inutilizar a bateria.

O que os pesquisadores chineses fizeram foi misturar fsforo negro a 15% de grafeno. O fsforo armazena a maior parte dos ons de ltio, e o grafeno serve como um “reforo” para a estrutura.

“O material recuperou 80% de sua capacidade total em menos de 10 minutos e tem uma vida til de 2.000 ciclos de operao temperatura ambiente, medidos em condies compatveis com os processos de fabricao industrial”, disse o professor Sen Xin, do Instituto de Qumica da Academia Chinesa de Cincias, que foi o co-autor principal do estudo.

Segundo o professor Xin, se a produo em escala for atingida, seria possvel produzir uma bateria de ons de ltio com uma densidade energtica de 35 Watts/hora por kg.

“A combinao de alta capacidade energtica, alta velocidade de carga e longo ciclo de vida o santo graal da pesquisa de baterias, que determinado por um de seus componentes-chave: os materiais usados nos eletrodos”, diz Hengxing Ji, professor da Universidade de Cincia e Tecnologia da China (USTC).

“Nosso objetivo encontrar um material para eletrodos que possa causar um impacto na mtrica de desempenho em pesquisas de laboratrio, mas que seja capaz de cumprir sua promessa e atender s tcnicas e requisitos da produo industrial”, diz.

Fonte: The Independent / Ars Technica