Uma nova bateria que usa o vidro como componente principal foi patenteada por uma equipa liderada por John Goodenough, vencedor do Prémio Nobel de Química em 2019 pelo seu trabalho como co-inventor da agora omnipresente bateria de iões de lítio, a mais usada como fonte de energia para carros elétricos e armazenamento de energia.
Notícia original: The Driven
A nova bateria de vidro promete diminuir a utilização de motores de combustão interna, pois proporciona um aumento significativo na capacidade de armazenamento de energia.
Ao “preencher” vidro com sódio ou lítio para formar um elétrodo na bateria, os investigadores afirmam que a nova tecnologia de baterias fornecerá três vezes a capacidade de armazenamento de energia comparando com as baterias de iões de lítio semelhantes.
Também não é volátil nem inflamável e não apresenta problemas de crescimento de dendrito de lítio que afeta as baterias de iões de lítio, e que pode causar curto-circuitos e apresentar riscos à segurança.
Descrito pela primeira vez num artigo em 2016, publicado na Energy and Environmental Science , e agora numa patente publicada a 5 de abril pelo LNEG (Laboratório Nacional de Energia e Geologia), na Universidade do Porto e na Universidade do Texas, o novo elétrodo da bateria de vidro tem o potencial para recuperar a indústria dos transportes.
Isto é, se for comercializado. Mas, de acordo com Goodenough, que falou com a revista Spectrum do IEEE sobre esta tecnologia, a bateria de vidro poderia finalmente quebrar a barreira do preço que dificulta a aceitação de carros elétricos.
“Acho que temos a possibilidade de alcançar o que tentámos fazer nos últimos 20 anos“, disse Goodenough à Spectrum, professor emérito da Escola de Engenharia Cockrell da Universidade do Texas, Austin.
“Ou seja, adquirir um carro elétrico que será competitivo em custo e conveniência comparado com o motor de combustão interna“.
Também poderia ser usada para armazenar a energia solar e eólica intermitente na rede elétrica, disse Goodenough à Spectrum.
A colega investigadora Maria Helena Braga, da Universidade do Texas, Austin, disse que os testes iniciais também sugerem que poderá haver “talvez milhares” de ciclos de carga e descarga, mais do que a média de 1.000 a 2.000 ciclos alcançáveis em baterias de níquel-manganês-cobalto ou nas baterias de fosfato de ferro e lítio.
Investigadora Maria Helena Braga trabalha no eletrólito de vidro da nova bateria. O eletrólito de vidro “preenchido” com lítio ou sódio permite que uma bateria seja recarregada em minutos, em vez de horas.
As baterias de estado sólido, presas por pinças azuis, são testadas na Universidade do Texas, na Escola de Engenharia Cockrell, em Austin. Estas baterias oferecem a promessa de maior densidade de energia e tempos de carga mais rápidos que as baterias de iões de lítio, para todo o tipo de utilizações, desde dispositivos portáteis a carros elétricos.
Além disso, o elétrodo da bateria de vidro mostrou que pode suportar um intervalo maior da temperatura de funcionamento, – entre -20 °C e 60 °C.
“As baterias recarregáveis compostas com eletrólito de vidro solúvel / amorfo, aqui descrito, podem fornecer uma bateria estacionária segura e de baixo custo, capaz de armazenar uma grande quantidade de energia elétrica para alimentar a rede, ou carregar a bateria de um veículo elétrico, desde que o intervalo a temperatura de operação da bateria estacionária se mantenha baixa, durante todo o ano, a baixo custo ”, refere a patente .
“A baixa energia de ativação para o transporte de iões alcalinos no eletrólito também pode viabilizar um veículo elétrico alimentado por uma bateria recarregável portátil que opera num intervalo amplo de temperaturas ambiente.”
Obviamente, as novas tecnologias de baterias que prometem tornar as baterias mais seguras e baratas, além de durarem mais e armazenarem mais energia, são frequentemente denunciadas.
Somente na semana passada, informámos como o fabricante chinês da nova bateria “Blade” de fosfato de ferro e lítio da BYD lida com questões de segurança, ou o novo protótipo de bateria descrito pela startup EV Atlis Motors, que garante permitir carregamentos rápidos de 10 minutos para o exigente mercado de veículos de transporte de mercadorias e carga.
A Samsung, afirma que resolveu um quebra-cabeça com baterias de estado sólido de alto desempenho que poderiam oferecer autonomia de 800 km.
Contudo, um respeitado investigador do MIT, na área de baterias, Donald Sadoway, que também falou com a Spectrum, indica: “Quando John Goodenough faz um anúncio, eu presto atenção. Ele é o melhor na área e é realmente um cientista fantástico. Portanto, vale a pena ouvir as suas previsões.”
Contudo, questiona a capacidade da bateria de vidro sustentar o armazenamento de energia. Como Helena Braga disse à Spectrum, a bateria de vidro comporta-se como um supercondensador, que pode carregar e descarregar rapidamente, mas não é conhecida pela sua capacidade de armazenar grandes quantidades de energia.
“A questão não é poder fazer algo com alta capacidade de carga”, disse ele. “A minha grande pergunta é sobre o desgaste da capacidade e a vida útil de utilização“.
“Se ele pode desenvolver um eletrólito desprovido de solventes orgânicos inflamáveis, isso é importante, na minha opinião“, disse Sadoway à Spectrum.
Enquanto o eletrólito de vidro e o ânodo que o complementa foram identificados, reter a comercialização da tecnologia confirma a necessidade de um cátodo necessário para completar o esquema.
“O próximo passo é verificar se o problema do cátodo está resolvido“, disse Goodenough, segundo a Spectrum.
“E quando o fizermos… podemos expandir para células de larga escala. Até agora, criámos células gelatinosas e parece que estas funcionam muito bem. Logo, estou bastante optimista de que chegaremos lá”.
Para Goodenough, não se trata de ganhar dinheiro com a tecnologia – afinal, tem agora 94 anos.
“O desenvolvimento será com os fabricantes de baterias. Eu não quero fazer desenvolvimento. Eu não quero entrar no negócio. Tenho 94 anos. Não preciso do dinheiro ”, disse ele.
