Um novo material “curável” poderia revolucionar as baterias, de acordo com engenheiros por trás da descoberta.
Os cientistas há tempos buscam a criação de baterias de estado sólido feitas de lítio e enxofre. Essa tecnologia poderia representar uma alternativa muito mais eficiente em relação às atuais baterias de íon de lítio que alimentam nossos celulares, carros e outros dispositivos, pois têm capacidade de armazenar mais energia e serem mais baratas.
Essas novas baterias poderiam armazenar até o dobro da energia das baterias convencionais, dobrando a autonomia de veículos elétricos sem adicionar mais peso, por exemplo. Além disso, seriam compostas por materiais mais sustentáveis e de baixo custo.
O principal desafio para as baterias de estado sólido de lítio-enxofre sempre foi a fabricação dos catodos de enxofre. Esse material apresenta baixa capacidade de condução de elétrons e tende a expandir e contrair durante a carga, o que prejudica sua eficiência e durabilidade.
Agora, os cientistas desenvolveram um novo material catódico baseado em cristais de enxofre e iodo. O iodo torna o material muito mais condutivo, cerca de 100 bilhões de vezes mais condutivo que o enxofre puro.
“Estamos muito entusiasmados com a descoberta desse novo material”, afirmou Ping Liu, professor de nanoengenharia e diretor do Centro de Energia e Energia Sustentável da Universidade da Califórnia em San Diego. “O aumento drástico na condutividade elétrica do enxofre é uma surpresa e cientificamente muito interessante.”
Além disso, o cristal pode ser derretido a baixas temperaturas, inferiores às de uma xícara de café quente. Isso significa que ele pode se fundir após a carga e se auto-curar do processo intenso de carregamento, o que deve resolver os problemas de danos causados por ciclos de carga e descarga repetidos.
“O baixo ponto de fusão do nosso novo material catódico torna possível reparar as interfaces, uma solução há muito procurada para essas baterias”, explicou Jianbin Zhou, coautor do estudo. “Esse novo material representa uma solução capacitadora para futuras baterias de estado sólido de alta densidade energética.”
Os pesquisadores ressaltam que ainda há muito a ser feito para fabricar uma bateria de estado sólido viável para aplicações como veículos. No entanto, essa nova descoberta representa um grande avanço nesse sentido.
“Essa descoberta tem o potencial de solucionar um dos maiores desafios para a introdução de baterias de lítio-enxofre de estado sólido, aumentando significativamente a vida útil da bateria”, disse Christopher Brooks, cientista-chefe do Honda Research Institute USA e coautor do estudo. “A capacidade da bateria se auto-curar simplesmente pelo aumento da temperatura poderia estender drasticamente o ciclo de vida total da bateria, criando um caminho promissor para a aplicação de baterias de estado sólido no mundo real.”
As descobertas foram publicadas no artigo “Iodeto de enxofre curável e condutor para baterias de lítio-enxofre de estado sólido” na revista Natureza.