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Pesquisadores descobriram um jeito de “rejuvenescer” as baterias de lítio

Sabe aquela sensação de que a bateria do celular está morrendo e que, a cada dia que passa, ela perde um pouco da capacidade de armazenar energia? Isso acontece porque o lítio contido nelas se torna inativo com o tempo, reduzindo sua vida útil e prejudicando o desempenho a longo prazo.

Agora, pesquisadores da Universidade Zhejiang, na China, e do Laboratório Argonne, nos EUA, criaram uma nova técnica capaz de “rejuvenescer” esse lítio “morto”. A estratégia testada pela equipe é baseada em uma reação química conhecida como redox de iodo, quando redução e oxidação ocorrem juntas, transferindo elétrons entre as substâncias.

A química explica

Durante os primeiros ciclos de carregamento, as baterias de íons de lítio produzem uma camada em seus ânodos conhecida como interfase de eletrólito sólido, que garante a eficiência, estabilidade e a segurança das células de energia.

Em uma bateria comum, como as usadas em celulares, a interfase é composta de fluoreto de lítio combinado com carbonato de lítio e carbonato de alquila. Nessas baterias, a variação constante do lítio compromete a integridade física e mecânica dos componentes, o que acaba “matando” boa parte do elemento.

Esquema de restauração do lítio “morto” (Imagem: Reprodução/Argonne Lab)

Com a nova técnica usada pelos cientistas, é possível estimar a quantidade de óxido de lítio na camada de interfase para saber qual o papel dos componentes inativos na produção do lítio isolado eletricamente, o que causa perda gradual de desempenho.

“Uma solução fundamental para recuperar o lítio morto é urgentemente necessária para estabilizar as baterias de metal de lítio”, explica o professor Chengbin Jin.

Rejuvenescimento

Em testes em laboratório, os pesquisadores descobriram que a perda de lítio na interfase e os detritos gerados nesse processo são a principal causa da queda de desempenho das baterias.

A partir destes resultados, eles apresentaram o novo método de restauração usando oxirredução de iodo para compensar a perda de lítio que ocorre entre os intervalos de carga e descarga.

Nos experimentos, os cientistas conseguiram criar uma célula de energia com uma quantidade mínima de lítio no ânodo e uma vida útil de aproximadamente mil ciclos. Com a nova técnica, a eficiência energética da bateria foi de 99,9%, provando que o iodo é capaz de recuperar a maior parte do lítio que se degrada com o tempo.

Lítio recuperado chega a 99,9% (Imagem: Reprodução/Argonne Lab)

Longa duração

Para o futuro, os pesquisadores esperam que a estratégia descoberta pela equipe do professor Jin possa ajudar no desenvolvimento de baterias mais eficientes e com uma vida útil muito superior aos 500 ou 600 ciclos que temos atualmente.

A combinação do lítio com a oxirredução de iodo pode ser o caminho para produção de células de energia que não percam a capacidade de reter carga e não precisem ser substituídas a cada dois ou três anos.

É bom para o nosso bolso e melhor ainda para o meio ambiente. Se pudesse “reviver” a bateria que não segura mais carga, você trocaria de celular com menos frequência?

Fonte: Nature Energy

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