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Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram uma nova bateria para carros elétricos à base de lítio e enxofre que pode ser uma grande inovação na indústria automotiva
Um grupo de pesquisadores da Universidade de Michigan mostrou, em paper, como uma rede de nanofibras formadas por meio de kevlar reciclado pode resolver problemas ligados à autonomia de carros elétricos. A equipe afirmou ainda que a nova tecnologia permite a produção de uma bateria feita com o uso de lítio e enxofre para a indústria automotiva que pode superar em cinco vezes a capacidade de baterias convencionais.
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Confira a diferença da bateria de lítio e enxofre dos pesquisadores
É de entendimento geral que o que dificulta a estabilidade na autonomia dos carros elétricos atualmente é o ciclo de vida das baterias, por exemplo, a quantidade de vezes em que ela pode ser carregada e descarregada.
Sendo assim o professor Nicholas Kotov, líder de pesquisa, afirma que já há uma grande extensão de livros e documentos sobre a boa ciclagem das baterias feitas de lítio e enxofre. Entretanto, esses estudos renegam elementos essenciais para a indústria automotiva como segurança, resiliência e taxa de carregamento. De acordo com o pesquisador, o desafio atual é desenvolver uma bateria para a indústria automotiva que, além da autonomia, amplie a taxa de ciclagem dos dez ciclos anteriores para centenas de ciclos e atenda a outros requisitos, como os custos.
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A engenharia biomimética dessas baterias para carros elétricos é composta por duas escalas: molecular e nanoescala. Pela primeira vez, então, foi possível integrar a resistência da cartilagem e a seletividade iônica das membranas celulares. O ponto de vista dos cientistas de sistema integrado tornou possível enfrentar desafios de produção da bateria de lítio e enxofre.
Cientistas resolvem problema de redução da capacidade da unidade
O obstáculo é que, nas baterias de lítio e enxofre, as moléculas dos dois materiais fluem para o lítio, fazendo com que a capacidade da unidade diminua. Sendo assim, os pesquisadores da Universidade precisavam fazer com que os íons de lítio fluíssem para o enxofre e voltassem.
Copiando a dinâmica de poros em membranas biológicas, os pesquisadores então adicionaram uma carga elétrica aos poros da membrana da bateria para repelir os polissulfetos de lítio. Sendo assim, os íons de lítio positivos conseguiram passar livremente e terminar o processo.
Nova patente da bateria à base de lítio e enxofre é quase perfeita, destaca Kotov
De acordo com Kotov, o modelo das baterias para carros elétricos é quase perfeito, com sua eficiência e capacidade se aproximando da teoria. O pesquisador também afirma que a nova bateria pode lidar com temperaturas extremas de um veículo, que vai desde o frio até o calor, o que consequentemente influi em uma autonomia maior.
Junto com a maior capacidade, as baterias contam com vantagens de sustentabilidade em comparação a outras baterias de íon-lítio. O enxofre é muito mais presente no ambiente que o cobalto nos eletrodos de íons de lítio. Além do mais, as fibras de aramida da membrana da bateria podem ainda ser recicladas de coletes à prova de balas descartados e serem utilizadas normalmente.
