A chave para baterias mais duradouras pode estar no sabão, de acordo com um novo estudo.
Os cientistas desenvolveram uma nova substância promissora usada para projetar baterias. Eles disseram que age de maneira semelhante ao sabão, removendo gordura, sujeira e germes.
Eletrólitos localizados de alta concentração podem ser a “peça que falta” que abre totalmente a porta para a construção de baterias mais duradouras, disse um estudo recente publicado na revista Materiais da Natureza.
A chave para baterias mais duradouras pode estar na compreensão de como o sabão elimina a sujeira. Forma pequenas estruturas chamadas micelas que atuam como uma ponte entre a água e o que está sendo limpo, envolvendo-as em pequenas estruturas.
Cientistas da Universidade Brown disseram que um processo semelhante ocorre em eletrólitos localizados de alta concentração – descritos como uma das substâncias mais promissoras para o projeto de baterias.
Os eletrólitos são fundamentais no processo de armazenamento de energia, pois permitem que uma carga elétrica passe entre os dois terminais da bateria. Isso desencadeia a reação química necessária para converter a energia química armazenada em eletricidade.
As baterias feitas de metal de lítio têm maior capacidade de armazenamento de energia do que as baterias de íon-lítio atuais.
Mas os eletrólitos comumente usados para alimentar baterias de íons de lítio não fazem isso de forma eficaz em baterias metálicas, explicaram os pesquisadores.
“O panorama geral é que queremos melhorar e aumentar a densidade de energia das baterias, ou seja, quanta energia elas armazenam por ciclo e quantos ciclos a bateria dura”, disse o coautor do estudo, Yue Qi, da Universidade Brown.
“Para fazer isso, os materiais dentro das baterias tradicionais precisam ser substituídos para tornar realidade as baterias de longa duração que armazenam mais energia – pense em baterias que podem alimentar um telefone por uma semana ou mais, ou em veículos elétricos que percorrem 800 quilômetros”, Dr. Qi disse.
Os eletrólitos para baterias de íon-lítio são feitos de sal de baixa concentração dissolvido em um solvente líquido. O novo tipo de eletrólitos, entretanto, é criado pela mistura de altas concentrações de sal em um solvente com outro líquido denominado diluente.
Os cientistas disseram que isso melhora o fluxo do eletrólito para que a energia da bateria possa ser mantida.
Eles também descobriram que o eletrólito funciona como o sabão.
“O artigo fornece uma teoria unificada de por que esse eletrólito funciona melhor e a principal compreensão disso veio da descoberta de que estruturas semelhantes a micelas se formam dentro desse eletrólito – como acontece com o sabão”, disse o coautor do estudo, Bin Li, de Oak Ridge. Laboratório Nacional.
“Aqui vemos que o papel do sabão ou surfactante é desempenhado pelo solvente que liga tanto o diluente quanto o sal”, explicou o Dr. Li, “envolvendo-se em torno do sal de maior concentração no centro da micela”.
Embora em testes de laboratório esse tipo de eletrólito tenha mostrado resultados promissores, seu funcionamento permaneceu incerto.
Isto limitou a sua eficácia e a forma como pode ser desenvolvido.
O novo entendimento, no entanto, ajudou os cientistas a desenvolver as concentrações corretas necessárias para provocar reações ideais nas baterias.
“O conceito de micela pode ser novo para o eletrólito, mas na verdade é muito comum em nossa vida diária”, disse o Dr. Qi.
“Agora temos uma teoria e diretrizes para obter as interações que queremos do sal, do solvente e do diluente no eletrólito, e em que concentração eles devem estar e como misturá-los.”
Os pesquisadores disseram que esse novo entendimento poderia levar à introdução de um equilíbrio adequado dos três ingredientes da bateria e também ajudar a prolongar a vida útil das baterias de metal-lítio.
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