Engenharia 360

Entenda como um gás liquefeito pode melhorar as baterias para veículos elétricos

Engenharia 360
por Kamila Jessie
| 01/08/2019 | Atualizado em 25/10/2024 3 min
Imagem de Freepik

Entenda como um gás liquefeito pode melhorar as baterias para veículos elétricos

por Kamila Jessie | 01/08/2019 | Atualizado em 25/10/2024
Imagem de Freepik
Engenharia 360

Em 2017, foram realizadas melhorias significativas em uma classe de eletrólitos de bateria baseados em gás liquefeito. Essas inovações têm o potencial de revolucionar o mercado de baterias recarregáveis, permitindo a substituição do ânodo de grafite por um ânodo de metal de lítio. Essa mudança pode resultar em baterias mais leves e eficientes. Saiba mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!

eletrólito gás liquefeito
Imagem reproduzida de phys.org

A demanda por substituição de ânodos de grafite

A busca por alternativas econômicas ao ânodo de grafite em baterias de íons de lítio é fundamental. Essa substituição poderia proporcionar um aumento de até 50% na densidade de energia, o que resulta em baterias capazes de armazenar uma carga maior. (Você já leu sobre as pesquisas em baterias de vidro com ânodos de nanosilício?)

PUBLICIDADE

CONTINUE LENDO ABAIXO

Vantagens do ânodo de metal de lítio

A densidade de energia aumentada viria de uma combinação de fatores, incluindo a alta capacidade específica do anodo de lítio-metal, baixo potencial eletroquímico e peso leve (baixa densidade). Como resultado, a mudança para anodos de metal de lítio estenderia significativamente a gama de veículos elétricos e diminuiria o custo das baterias usadas para armazenamento em rede.

lítio metal
Imagem reproduzida de i.ytimg.com
gás liquefeito
Imagem de Sdk16420 em Wikimedia Commons

Desafios técnicos na implementação

Fazer esta migração na tecnologia vem com desafios técnicos. O principal obstáculo é que os anodos metálicos de lítio não são compatíveis com os eletrólitos convencionais. Dois problemas de longa data surgem quando esses anodos são pareados com eletrólitos convencionais: baixa eficiência de ciclagem e crescimento de dendritos. Então veio a abordagem dos eletrólitos de gás liquefeito.

A abordagem dos eletrólitos de gás liquefeito

Um dos aspectos de maior interesse nesses eletrólitos de gás liquefeito é que eles funcionam tanto à temperatura ambiente quanto a temperaturas extremamente baixas (-60°C). Esses eletrólitos são feitos de solventes de gás liquefeito, ou seja, gases que são liquefeitos sob pressões moderadas, que são muito mais resistentes ao congelamento do que os eletrólitos líquidos padrão.

lítio bateria
Imagem reproduzida de phys.org

Conhecimento avançado sobre eletrólitos de gás liquefeito

No artigo publicado neste ano, os pesquisadores da Universidade da California, em San Diego, relataram como, por meio de estudos experimentais e computacionais, eles melhoraram seu entendimento sobre algumas das deficiências da química dos eletrólitos de gás liquefeito. Com esse conhecimento, eles puderam adaptar seus eletrólitos de gás liquefeito para melhorar o desempenho em anodos de lítio-metal, ambos à temperatura ambiente e -60°C.

PUBLICIDADE

CONTINUE LENDO ABAIXO

Os resultados dos experimentos foram impressionantes: a eficiência do ciclo do ânodo atingiu 99,6% para 500 ciclos de carga à temperatura ambiente. Isso representa um avanço significativo em relação à eficiência de ciclagem de 97,5% reportada em 2017, e uma melhoria em relação à eficiência de 85% observada em ânodos de metal de lítio com eletrólitos convencionais.

Para condições de -60°C, a eficiência de ciclagem do ânodo de lítio-metal foi de 98,4%, enquanto a maioria dos eletrólitos convencionais não opera abaixo de -20°C.

Demandas de pesquisa futura

Atualmente, existe um grande esforço de pesquisa dedicado a encontrar ou aprimorar eletrólitos compatíveis com ânodos de metal de lítio. O objetivo é garantir que esses eletrólitos sejam competitivos em termos de custo, segurança e faixa de temperatura de operação, visando uma revolução no setor de baterias.


Fonte: Joule; Phys.org.

PUBLICIDADE

CONTINUE LENDO ABAIXO

Imagens: Todos os Créditos reservados aos respectivos proprietários (sem direitos autorais pretendidos). Caso eventualmente você se considere titular de direitos sobre algumas das imagens em questão, por favor entre em contato com contato@engenharia360.com para que possa ser atribuído o respectivo crédito ou providenciada a sua remoção, conforme o caso.

Comentários

Engenharia 360

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.

LEIA O PRÓXIMO ARTIGO

Continue lendo