Em uma época em que a demanda por armazenamento de energia eficiente e sustentável está no auge, um desenvolvimento inovador da Escola de Engenharia e das Ciências Aplicadas da Universidade de Harvard estabeleceu uma nova referência no campo da tecnologia de bateria. Os pesquisadores revelaram uma nova bateria de metal de lítio capaz de suportar pelo menos 6.000 ciclos de carga e descarga e ostentando a capacidade de estar totalmente carregada em apenas alguns minutos. Esse avanço revolucionário não apenas promete transformar a maneira como usamos baterias, mas também abre caminho para aplicações mais práticas em indústrias como veículos elétricos.
O núcleo desta pesquisa está na fabricação de baterias de estado sólido usando ânodos de metal de lítio, um método que ofereceu novas idéias sobre materiais para baterias potencialmente revolucionárias. O estudo, publicado recentemente em "Nature Materials", destaca os avanços significativos feitos na compreensão e na utilização de ânodos de metal de lítio. Xin Li, o autor do jornal, observou: “As baterias de ânodo de metal de lítio são consideradas o santo graal das baterias. Eles possuem uma capacidade dez vezes a dos ânodos comerciais de grafite, aumentando potencialmente significativamente o intervalo de veículos elétricos. Nossa pesquisa marca um passo vital para baterias de estado sólido mais práticas em aplicações industriais e comerciais. ”
Um dos maiores desafios ao projetar essas baterias foi a formação de dendritos na superfície do ânodo. Essas estruturas semelhantes a raiz crescem no eletrólito, perfurando a barreira que separa o ânodo e o cátodo, levando a curtos circuitos da bateria e até incêndios. Em 2021, Li e sua equipe enfrentaram esse problema projetando uma bateria multicamada, intercalando diferentes materiais de várias estabilidades entre o ânodo e o cátodo. Esse design multilaminista e multimaterial não bloqueou completamente os dendritos de lítio, mas controlava e continha sua penetração.
Em suas últimas pesquisas, a equipe fez mais avanços, incorporando partículas de silício do tamanho de micrômetros no ânodo. Essa abordagem diminui a reação da litiação e promove a eletroplicação uniforme do metal espesso de lítio, impedindo efetivamente a formação de dendritos. Além disso, os processos de eletroplicação e remoção 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 da bolsa do tamanho de um carimbo postal, 10 a 20 vezes maior que a maioria das baterias de moedas produzidas em laboratórios universitários. Notavelmente, essa bateria manteve 80% de sua capacidade, mesmo após 6.000 ciclos, superando outras baterias da bolsa atualmente no mercado.
Essa inovação de Harvard é mais do que apenas uma conquista acadêmica; Isso significa um grande salto para a frente na tecnologia de bateria. Com sua capacidade aprimorada, segurança e eficiência, a bateria de metal de lítio desenvolvida por Li e sua equipe possui o potencial de revolucionar o armazenamento e o uso de energia, particularmente em veículos elétricos, marcando um marco significativo em nossa jornada em direção a um futuro mais sustentável e com eficiência energética.
Horário de postagem: janeiro-12-2024
