Os avanços na tecnologia das baterias podem transformar o desempenho dos veículos eléctricos

Os recentes avanços na tecnologia das baterias podem abrir caminho a melhorias significativas no armazenamento de energia e no desempenho dos veículos eléctricos (VE), especialmente em ambientes difíceis. Os investigadores do Centro Andlinger para a Energia e o Ambiente da Universidade de Princeton fizeram descobertas notáveis que poderão levar ao desenvolvimento de baterias de estado sólido sem ânodo. Esta inovação poderá desempenhar um papel crucial na melhoria das capacidades dos veículos eléctricos e de outros dispositivos electrónicos.

A preocupação com a autonomia dos veículos eléctricos, sobretudo em terrenos montanhosos ou temperaturas extremas, tem sido uma questão persistente para fabricantes e utilizadores. Como explicou Kelsey Hatzell, professor associado em Princeton, "se conseguirmos introduzir com êxito estas baterias emergentes, poderemos aceder a densidades de energia que são impossíveis com as baterias convencionais". A capacidade de criar baterias que ofereçam mais de 500 milhas com uma única carga representa um potencial avanço no mercado dos veículos eléctricos, transformando a perceção da autonomia dos veículos de uma forma que inclui a viabilidade da aviação electrificada.

Os actuais avanços na tecnologia das baterias giram em torno das baterias de iões de lítio de estado sólido, consideradas o "Santo Graal" do armazenamento de energia. Ao contrário das baterias tradicionais que utilizam electrólitos líquidos ou em gel, as baterias de estado sólido incorporam electrólitos não líquidos, o que as torna mais seguras, mais estáveis e capazes de um carregamento mais rápido. Além disso, os designs de estado sólido atingem uma maior densidade energética, oferecendo oportunidades para sistemas de baterias mais compactos e eficientes.

A abordagem inovadora das baterias de estado sólido sem ânodo envolve a eliminação do elétrodo de carga negativa, conhecido como ânodo. Esta alteração não só simplifica a construção da bateria, como também tem o potencial de reduzir significativamente os custos de produção. Hatzell observou: "Se fosse possível montar uma bateria sem um ânodo de lítio metálico, os custos seriam muito reduzidos, aproveitando os processos de fabrico existentes." No entanto, a transição para esta tecnologia não está isenta de desafios. Uma das principais preocupações é garantir um contacto fiável entre os colectores de corrente e o eletrólito sólido. A investigação indica que, embora a aplicação de pressão possa melhorar o contacto, pode também induzir fissuras físicas que podem levar à falha da bateria.

Para aproveitar eficazmente o potencial destas baterias, os investigadores têm de resolver a questão da manutenção do contacto sólido a pressões mais baixas, o que representa um obstáculo significativo dada a quase impossibilidade de criar electrólitos sem defeitos durante o fabrico. Os estudos em curso estão a explorar várias soluções, incluindo a utilização de nanopartículas de carbono e prata como camadas intermédias nos colectores de corrente para melhorar o desempenho.

O esforço para tornar as baterias de estado sólido comercialmente viáveis envolve uma intensa competição entre empresas, fabricantes de automóveis e instituições académicas a nível mundial. À medida que várias partes interessadas correm para serem pioneiras nesta tecnologia, os resultados dos seus esforços poderão remodelar o panorama do armazenamento de energia e da mobilidade eléctrica, apresentando possibilidades interessantes para futuros avanços. Os desenvolvimentos no Centro Andlinger sublinham a evolução contínua no domínio da tecnologia das baterias, realçando o papel crítico que esta desempenha na transição para soluções de transporte mais sustentáveis.