Os cientistas descobriram uma forma de devolver a vida às pilhas usadas e melhorar o seu desempenho em 30%.
À medida que as baterias recarregáveis são utilizadas, as partículas de lítio começam a mover-se lentamente e não conseguem ‘alcançar’ os eléctrodos. Os cientistas encontraram uma forma de resolver este problema e reduzir o número de cargas em dispositivos móveis e carros movidos a electricidade.
Os investigadores americanos do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia dos EUA e da Universidade de Stanford desenvolveram uma tecnologia para prolongar a vida útil das baterias de iões de lítio em cerca de um terço e aumentar o seu desempenho. Os resultados da descoberta foram publicados na revista científica Nature.
Como funcionam as baterias de iões de lítio
Numa bateria de trabalho, os iões de lítio movem-se entre os eléctrodos durante o ciclo de carga/descarga. Alguns deles não conseguem passar pelo electrólito e perdem as suas propriedades electroquímicas como resultado. Surgem então depósitos densos de lítio que inevitavelmente conduzem a uma redução do desempenho da bateria.
Como se recarrega uma bateria usada?
Um método proposto pelos cientistas ajuda a activar iões de lítio se o procedimento de cobrança for devidamente organizado. A tecnologia optimiza a actual geração de baterias e abre a perspectiva de armazenamento de energia de alta densidade. A sua implementação irá aumentar a autonomia dos carros eléctricos e dos dispositivos móveis.
De acordo com Yi Tsui, chefe do grupo de investigação, o lítio isolado não pode ser classificado como material de qualidade, uma vez que provoca a decomposição da bateria e aumenta o risco de incêndio. No entanto, quando partículas “mortas” são combinadas com um eléctrodo negativo, ocorre um efeito positivo e elas são reactivadas.
Parte teórica
Os cientistas supõem que os iões de lítio podem voltar a ficar activos depois de lhes ser aplicada uma voltagem. Para confirmar as suas conjecturas, prepararam um aparelho de teste (bateria “óptica”) que pode ser utilizado para monitorizar as formações densas isoladas durante o carregamento.
Os resultados da experiência
A experiência mostrou que as partículas tinham uma actividade mínima, deslocando-se muito lentamente para um eléctrodo durante a carga e para o eléctrodo oposto durante a descarga.
De acordo com Yi Tsui, este processo faz lembrar um verme demasiado lento, atirando a sua extremidade frontal para a frente e depois puxando a sua cauda para si próprio para avançar uma distância negligenciável. No caso do lítio, há dissolução numa parte e movimento do material na outra. Se for possível dirigir o movimento do “verme” do lítio, este acabará por “rastejar” para o ânodo e dar vida à ligação eléctrica, explicou o cientista.
As experiências realizadas com outros tipos de baterias e a utilização de simulações de computador confirmaram o aumento da actividade do lítio à medida que a força actual aumentava. Isto tornou possível incluir uma forte fase de descarga com uma forte corrente na fase imediatamente após o fim da carga. Como resultado, o coágulo deslocou-se para a distância necessária até ao ânodo.
Opinião de físicos teóricos
Os físicos americanos salientam que a insularidade do lítio pode ser um grande obstáculo ao desenvolvimento da última geração de baterias de lítio metálico. Podem armazenar até dez vezes mais energia, mas são instáveis. A utilização de nova tecnologia poderia ajudar a ultrapassar este problema.
Quem tem a ganhar com a reutilização destas baterias?
Os fabricantes de automóveis eléctricos podem estar muito interessados nesta forma de melhorar o desempenho da bateria, uma vez que a duração da bateria é crítica nesta área.
Recordemos que em meados de Dezembro de 2021, representantes da Samsung e da IBM falaram da possibilidade de aumentar a autonomia dos smartphones até 7 dias. Isto poderia ser conseguido alterando a disposição horizontal padrão dos transístores nos processadores para uma disposição vertical.