Baterias ultra-rápidas poderão ser recarregadas em segundos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/03/2011

O processo de construção da nanoestrutura 3D é composta de vários passos, mas utiliza técnicas já presentes na indústria.
[Imagem: Zhang et al.]

Que tal recarregar seu celular em alguns segundos e seu notebook em poucos minutos?

Ou ter um carro elétrico que recarrega completamente em menos de uma hora?

Isso poderá ser possível com uma nova tecnologia de baterias, que está sendo desenvolvida na Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.

Baterias e capacitores

O grupo do Dr. Paul Braun criou eletrodos que podem carregar ou descarregar em poucos segundos, de 10 a 100 vezes mais rápido do que o material original.

Isso significa que a nova bateria tanto consegue armazenar uma grande quantidade de energia, quanto liberá-la de forma rápida.

"Esse sistema nos dá uma potência semelhante à dos capacitores, com uma energia semelhante à das baterias," diz o Dr. Braun.

Os capacitores conseguem liberar energia rapidamente, o que os torna adequados para alimentar dispositivos de alta potência - mas eles armazenam pouca energia e precisam ser recarregados constantemente.

As baterias, por sua vez, conseguem armazenar uma grande quantidade de energia, mas essa energia é liberada lentamente, o que as torna inadequadas para alimentar dispositivos de mais alta potência. Force-as além da sua capacidade e elas costumam explodir.

Um dispositivo que mescle as melhores características de cada um desses sistemas de armazenamento de energia pode não apenas representar um salto qualitativo para todos os equipamentos atuais, como viabilizar novas aplicações, como os carros elétricos.

Filmes finos

Os pesquisadores desenvolveram uma nanoestrutura tridimensional para o material usado como catodo nas baterias.

Eles fizeram isto superando um outro trade-off, este presente na tecnologia atual das baterias.

O desempenho das baterias de íons de lítio (Li-íon) ou de hidreto metálico de lítio (NiMH) degrada-se muito quando elas são carregadas e descarregadas rapidamente.

A velocidade de carregamento e descarregamento pode ser aumentada drasticamente fabricando os catodos na forma de filmes bem finos - mas, ao reduzir a área disponível para guardar a energia, diminui ainda mais drasticamente a capacidade de armazenamento da bateria.

O grupo do Dr. Braun dobrou os filmes finos em uma estrutura tridimensional, alcançando simultaneamente um grande volume ativo de material - capaz de guardar muita energia - e grande capacidade de corrente.

O resultado é uma bateria que pode recarregar e liberar sua energia até 100 vezes mais rápido do que as baterias atuais.

Possibilidades futuras

Segundo os pesquisadores, todos os processos usados por eles no laboratório já são utilizados pela indústria, o que permitirá que a tecnologia seja levada para escala industrial muito rapidamente.

Se o rendimento apresentado em escala laboratorial for mantido em escala industrial, pode-se prever celulares sendo carregados em alguns segundos e carros elétricos que não precisarão ficar a noite toda ligados à tomada.

O Dr. Braun cita também a possibilidade de uso das baterias em desfibriladores mais eficientes e capazes de salvar mais vidas, que não exigirão que os profissionais fiquem esperando o carregamento entre os pulsos.

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