Revolucione sua vida com esta bateria XXL que dura a vida toda e carrega em 10 minutos!

Sem dúvida, o aspecto central de um veículo elétrico é a sua bateria. Recentemente, investigadores de Harvard criaram uma bateria de estado sólido com atributos distintos que garantem maior longevidade e capacidade de recarga rápida em apenas dez minutos.

A bateria de um Volvo elétrico, para ilustração

a bateria à base de sódio, preferida pela China devido ao seu custo mais baixo, mas densidade de energia inferior, e a bateria de estado sólido, que tem sido apontada como um potencial divisor de águas, mas ainda não foi amplamente adotada.

Na verdade, o nosso foco será direcionado para esta inovação específica. Uma equipe de especialistas vindos da estimada Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard revelou recentemente suas descobertas na conceituada revista Science Material, apresentando uma variedade inteiramente nova de bateria de estado sólido que possui capacidades de carregamento rápido, capaz de ser totalmente carregado em poucos minutos, bem como durabilidade e longevidade excepcionais.

Apresentações sem precedentes

particularmente, os seus componentes celulares são capazes de sustentar 6.000 ciclos de carga e descarga, mantendo aproximadamente 80% da sua capacidade original. Ao mesmo tempo, vale ressaltar que a Volkswagen informou recentemente sobre outra bateria sólida, embora seu desempenho seja limitado a 1.000 ciclos.

Fonte: Mercedes-Benz

Na verdade, consideremos um caso em que um veículo é equipado com uma bateria de 60 quilowatts-hora, o que se traduz em aproximadamente 500 quilómetros de autonomia operacional. Ao incorporar a nossa abordagem inovadora, esse carro seria capaz de percorrer uma distância notável de 3 milhões de quilómetros, mantendo ao mesmo tempo uma impressionante capacidade de armazenamento de energia residual de 48 quilowatts-hora.

Na verdade, este é um feito notável que ainda não foi totalmente realizado. O processo de cobrança parece ser excepcional, com relatórios sugerindo que pode ser realizado em poucos minutos, conforme artigo publicado pela Electrek, um meio de comunicação americano. Este reabastecimento rápido sugere a presença de estações de carregamento altamente eficientes, capazes de fornecer imensa energia. Embora estas tecnologias de ponta ainda não estejam amplamente disponíveis, elas representam uma grande promessa para o futuro dos veículos eléctricos.

Uma nova química

O problema

Para alcançar esses resultados notáveis, sob a orientação de Xin Li, o grupo examinou os processos intrínsecos que ocorrem dentro de uma bateria de estado sólido durante o carregamento.

O crescimento dendrítico surgiu como um desafio significativo no avanço de certas baterias. Embora você possa não ter encontrado esse termo anteriormente, ele representa um impedimento crítico ao seu progresso. Essencialmente, os dendritos são saliências originadas do ânodo, que podem se estender e formar ramos semelhantes a raízes que permeiam o eletrodo.

Fonte: Nio

Uma desvantagem potencial associada a esta abordagem é que quanto maior o número de dendritos presentes no ânodo, mais irregular se torna a sua superfície. Consequentemente, dendritos adicionais podem ser atraídos para esta área, resultando em um ciclo que se autoperpetua. Em circunstâncias extremas, estes dendritos recém-formados poderiam até entrar em contato com o cátodo, levando à criação de um curto-circuito. Tal cenário pode potencialmente resultar no superaquecimento e incêndio da bateria, portanto, deve ser cuidadosamente evitado.

Nas baterias convencionais de estado sólido, é necessário que o ânodo elimine o crescimento de dendritos, o que consome tempo e pode degradar ainda mais a sua superfície, agravando assim o problema ao atrair dendritos adicionais para ele ao longo do tempo.

A solução

A equipe de Xin Li é pioneira nesse aspecto ao revestir o ânodo da bateria com uma camada de partículas de silício em microescala. Isto garante que quando os íons de lítio entram em contato com a superfície, eles se distribuem uniformemente sem formar estruturas semelhantes a dendritos.

“Pense nisso como envolver a partícula de silício com uma cobertura de chocolate, da mesma forma que envolve uma avelã.” Consegue visualizar essas imagens em sua mente?

Fonte: Porsche

Na verdade, a expulsão do lítio do ânodo ocorre com notável facilidade e rapidez, mas sem comprometer a sua integridade estrutural. Isso explica a impressionante velocidade de carregamento e a vida útil prolongada exibida por essas baterias.

Ainda um longo caminho

Nos laboratórios da Universidade de Harvard, existe uma bateria em funcionamento que mede o tamanho de um selo postal. Apesar do seu pequeno tamanho, demonstrou uma resistência notável ao durar 6.000 ciclos. Embora esta conquista represente um progresso significativo no desenvolvimento prático de baterias de estado sólido para uso industrial e comercial, os investigadores sustentam que o seu trabalho representa apenas um passo inicial nesta direção.

Os avanços na área persistem; o grupo concedeu permissão para que sua tecnologia inovadora fosse utilizada pela Adden Energy, organização afiliada à Universidade de Harvard, com o objetivo de desenvolver uma bateria compacta semelhante em escala às encontradas em smartphones. Isto representa um progresso modesto em direção à comercialização de baterias de estado sólido para uso em veículos elétricos.

BMW Neue Klasse, que será lançado em 2025, poderá eventualmente receber baterias de estado sólido

À luz dos desenvolvimentos recentes, tanto a BMW como a Toyota revelaram planos para introduzir veículos eléctricos a bateria equipados com baterias de estado sólido até 2030. Por outro lado, a Nissan expressou ainda maior confiança no seu cronograma, antecipando um lançamento comercial já em 2028. Apesar do rápido ritmo de progresso, a investigação continua vigorosa, como evidenciado pela recente divulgação da Microsoft sobre a descoberta de uma nova substância através da inteligência artificial que pode ser fundamental para o desenvolvimento de baterias de estado sólido.

*️⃣ Link da fonte:

Materiais científicos , Electrek ,