Numa era em que a procura por armazenamento de energia eficiente e sustentável está no auge, um desenvolvimento inovador da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Harvard estabeleceu um novo padrão no campo da tecnologia de baterias. Os pesquisadores revelaram uma nova bateria de metal de lítio capaz de suportar pelo menos 6.000 ciclos de carga e descarga e com a capacidade de ser totalmente carregada em poucos minutos. Este avanço revolucionário não só promete transformar a forma como utilizamos as baterias, mas também abre caminho para aplicações mais práticas em indústrias como a dos veículos eléctricos.
O núcleo desta pesquisa reside na fabricação de baterias de estado sólido usando ânodos de metal de lítio, um método que ofereceu novos insights sobre materiais para baterias potencialmente revolucionárias. O estudo, publicado recentemente na “Nature Materials”, destaca os avanços significativos feitos na compreensão e utilização de ânodos metálicos de lítio. Xin Li, o autor do artigo, observou: “As baterias de ânodo de metal de lítio são consideradas o Santo Graal das baterias. Eles possuem uma capacidade dez vezes maior que a dos ânodos de grafite comerciais, aumentando potencialmente significativamente a autonomia dos veículos elétricos. Nossa pesquisa marca um passo vital em direção a baterias de estado sólido mais práticas em aplicações industriais e comerciais.”
Um dos maiores desafios no projeto dessas baterias tem sido a formação de dendritos na superfície do ânodo. Essas estruturas semelhantes a raízes crescem no eletrólito, perfurando a barreira que separa o ânodo e o cátodo, causando curto-circuitos na bateria e até incêndios. Em 2021, Li e sua equipe abordaram esse problema projetando uma bateria multicamadas, intercalando diferentes materiais de várias estabilidades entre o ânodo e o cátodo. Este design multicamadas e multimateriais não bloqueou completamente os dendritos de lítio, mas controlou e conteve sua penetração.
Em sua pesquisa mais recente, a equipe fez avanços adicionais ao incorporar partículas de silício do tamanho de um micrômetro no ânodo. Esta abordagem reduz a reação de litiação e promove a galvanoplastia uniforme de metal de lítio espesso, evitando efetivamente a formação de dendritos. Além disso, os processos de galvanoplastia e decapagem podem ocorrer rapidamente em superfícies planas, permitindo que a bateria seja totalmente carregada em apenas 10 minutos.
A fase experimental viu a criação de uma bateria tipo bolsa do tamanho de um selo postal, 10 a 20 vezes maior do que a maioria das baterias tipo moeda produzidas em laboratórios universitários. Notavelmente, esta bateria manteve 80% da sua capacidade mesmo após 6.000 ciclos, superando o desempenho de outras baterias tipo bolsa atualmente no mercado.
Esta inovação de Harvard é mais do que apenas uma conquista académica; isso significa um grande avanço na tecnologia de baterias. Com a sua capacidade, segurança e eficiência melhoradas, a bateria de metal de lítio desenvolvida por Li e a sua equipa tem o potencial de revolucionar o armazenamento e a utilização de energia, especialmente em veículos eléctricos, marcando um marco significativo na nossa jornada rumo a uma economia mais sustentável e energeticamente eficiente. futuro.
Horário da postagem: 12 de janeiro de 2024
