Os cientistas anunciaram um avanço na nossa compreensão de como as baterias funcionam, dizendo que isso poderia levar a “grandes saltos” no desempenho das baterias no futuro.
Pesquisadores das Universidades de Dundee e Warwick, no Reino Unido, dizem que pela primeira vez identificaram o papel que o oxigênio desempenha no armazenamento e liberação de energia da bateria.
Anteriormente, pensava-se que a maior parte da atividade durante o processo de carregamento ocorria nos componentes metálicos dentro da bateria, como níquel, cobalto ou ferro, e que o oxigênio era “passivo” na bateria.
No entanto, a equipe disse que modelos computacionais avançados e experimentos de laboratório mostraram que o oxigênio desempenha um papel muito mais ativo no processo de carga e descarga.
Eles disseram que as descobertas podem levar ao desenvolvimento de baterias para eletrônicos e veículos que carregam mais rápido, duram mais e são mais seguras de usar.
“Desde os telemóveis que temos no bolso até aos carros que conduzimos, a população global tornou-se cada vez mais dependente de tecnologias de energia renovável e de sistemas avançados de armazenamento de energia”, disse o Dr. Hrishit Banerjee, físico teórico da Faculdade de Ciências, Engenharia e Negócios de Dundee.
“Isso torna as tecnologias baseadas em processos eletrônicos dentro dos materiais das baterias cada vez mais importantes. Esta pesquisa é crucial e nos dá uma nova compreensão de como as baterias funcionam em um nível fundamental.”
O estudo comparou os dois principais cátodos de baterias de íons de lítio em uso atualmente – fosfato e óxido em camadas.
Juntos, esses tipos de baterias são usados para muitas aplicações, incluindo veículos elétricos e eletrônicos portáteis, como telefones celulares e laptops.
O estudo descobriu que, embora os fosfatos apresentassem pouca participação de oxigênio, os óxidos em camadas apresentavam uma retirada “significativa” de elétrons do oxigênio.
“Ao melhorar nosso conhecimento sobre o que está acontecendo em um nível atômico minúsculo nas baterias, podemos dar grandes saltos na melhoria de seu desempenho no mundo real”, disse o Dr. Banerjee.
“As tecnologias atuais são limitadas pela compreensão da física subjacente de como e por que as baterias falham ao longo do tempo. Esta estrutura simples ajudará a projetar baterias com vida útil muito mais longa.”
Os resultados completos são publicados na revista Nature Nanotechnology.
Os pesquisadores esperam que uma melhor compreensão de como as baterias funcionam possa melhorar em breve o desempenho da bateria. Kathryn Weibel/dpa
