Latarias de carros e fuselagens de aviões mais próximas de virarem baterias

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2021

Como a bateria se torna parte da estrutura de suporte de carga, sua massa essencialmente "desaparece".
[Imagem: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology]

Baterias estruturais

A ideia de transformar as latarias dos carros e as fuselagens dos aviões em baterias não é uma novidade.

Várias versões dessas baterias estruturais têm sido apresentadas ao longo dos anos, as mais recentes incorporando os elementos de armazenamento de eletricidade em fibras de carbono.

Agora, uma equipe da Universidade Chalmers de Tecnologia, na Suécia, que já trabalha na área há alguns anos, apresentou uma nova versão de bateria estrutural que apresentou um desempenho 10 vezes melhor do que todas as versões anteriores.

Bateria em fibra de carbono

O truque foi usar as fibras de carbono simultaneamente como eletrodos, condutores e material de carregamento da energia. A nova bateria tem um eletrodo negativo feito de fibra de carbono e um eletrodo positivo feito de uma folha de alumínio revestida com fosfato de ferro e lítio. Ambos são separados por um tecido de fibra de vidro, em uma matriz eletrolítica.

O protótipo tem uma densidade de energia de 24 Wh/kg, o que significa aproximadamente 20% da capacidade em comparação com as baterias de íons de lítio atualmente disponíveis.

Contudo, como o peso dos veículos será muito reduzido - as baterias estarão na própria estrutura do carro -, será necessário menos energia para impulsionar um carro elétrico, por exemplo. E, com uma rigidez de 25 GPa, a bateria estrutural pode realmente competir com muitos outros materiais de construção comumente usados na tecnologia automotiva.

Cada célula da bateria estrutural tem uma tensão nominal de 2,8 V. Este laminado alcança uma tensão de 8,4 V e suporta uma carga de até 28 GPa.
[Imagem: Marcus Folino/Chalmers University of Technology]

Energia mais rigidez

"Tentativas anteriores de fazer baterias estruturais resultaram em células, ou com boas propriedades mecânicas, ou com boas propriedades elétricas. Mas aqui, usando fibra de carbono, conseguimos projetar uma bateria estrutural com capacidade de armazenamento de energia competitiva e com rigidez," disse o professor Leif Asp.

A equipe já iniciou um novo projeto, agora financiado pela Agência Espacial Nacional Sueca, para tentar aumentar ainda mais o desempenho da bateria estrutural.

A ideia é substituir a folha de alumínio por fibra de carbono como material de suporte de carga no eletrodo positivo, proporcionando maior rigidez e densidade de energia. E o separador de fibra de vidro será substituído por uma variante ultrafina, que terá um efeito maior, além de ciclos de carregamento mais rápidos. O novo projeto deverá ser concluído em dois anos.

"A próxima geração de baterias estruturais tem um potencial fantástico. Se você olhar para a tecnologia de consumo, poderá ser bem possível em poucos anos fabricar celulares, notebooks ou bicicletas elétricas que pesam a metade do que pesam hoje e que serão muito mais compactos," disse Asp.

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