Daejeon — InkDesign News — Um novo estudo realizado por cientistas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST), publicado em 3 de setembro na revista Nature Energy, apresenta uma solução inédita para um dos maiores desafios na tecnologia de baterias: a criação de baterias de lítio-metal para veículos elétricos com autonomia de 800 quilômetros e recarga ultra-rápida de 12 minutos.
O Contexto da Pesquisa
Durante anos, o desenvolvimento das baterias de lítio-metal foi limitado pela formação de “dendritos” — estruturas cristalinas que surgem na superfície do ânodo durante o carregamento. Esses dendritos comprometem a performance e reduzem significativamente a vida útil da bateria, além de aumentar o risco de curtos-circuitos, especialmente em processos de recarga acelerada. Enquanto as baterias de íon-lítio utilizam ânodo de grafite, as de lítio-metal substituem esse componente por lítio metálico puro, o que, teoricamente, poderia elevar consideravelmente a densidade de energia.
Resultados e Metodologia
A equipe liderada por Hee Tak Kim, professor de engenharia química e biomolecular do KAIST, desenvolveu um novo eletrólito líquido, chamado de “cohesion-inhibiting”, capaz de suprimir o crescimento dos dendritos. De acordo com os pesquisadores, o segredo está nas propriedades químicas desse eletrólito, que permitem um depósito mais uniforme dos íons de lítio sobre o ânodo, eliminando zonas de concentração propícias à formação das estruturas indesejadas.
Nos testes laboratoriais, as baterias utilizaram o novo eletrólito para carregar de 5% a 70% em apenas 12 minutos, mantendo essa velocidade por 350 ciclos de recarga. Uma versão de maior capacidade atingiu 80% de carga em 17 minutos ao longo de 180 ciclos. Com base nos resultados, a expectativa é de que a nova tecnologia permita vida útil superior a 300.000 quilômetros rodados.
“Esta pesquisa tornou-se uma base fundamental para superar os desafios técnicos das baterias de lítio-metal por meio da compreensão da estrutura interfacial.”
(“This research has become a key foundation for overcoming the technical challenges of lithium-metal batteries by understanding the interfacial structure.”)— Hee Tak Kim, Professor, KAIST
Implicações e Próximos Passos
A adoção comercial de baterias de lítio-metal agora parece mais próxima, com a promessa de veículos elétricos que combinam autonomia ampliada e recargas ultrarrápidas. Caso a tecnologia se confirme em larga escala, um único ciclo de carga poderá sustentar viagens de até 800 quilômetros, eliminando uma das principais barreiras à popularização dos veículos elétricos.
“Ela superou a maior barreira para a introdução das baterias de lítio-metal em veículos elétricos.”
(“It has overcome the biggest barrier to the introduction of lithium-metal batteries for electric vehicles.”)— Hee Tak Kim, Professor, KAIST
O trabalho estabelece novas diretrizes para a ciência das baterias, destacando a importância do controle químico do eletrólito na otimização da performance e da segurança destes dispositivos. Os próximos desdobramentos deverão incluir testes de viabilidade em ambientes reais e, posteriormente, sua inserção gradual na cadeia automotiva global.
O avanço poderá redefinir padrões de mobilidade elétrica, consumo energético e design de veículos. A continuidade de pesquisas sobre estabilidade, escalabilidade e reaproveitamento desses materiais será crucial para o futuro sustentável do setor automotivo. Saiba mais sobre avanços em ciência.
Fonte: (Live Science – Ciência)
