Cientistas dão passo gigante na eletrificação de veículos aéreos

Especialistas da Universidade de Stanford estão prestes a concretizar um avanço significativo no desenvolvimento de baterias de lítio-metal que podem alimentar não apenas veículos terrestres, mas também aeronaves.

Avanço nestas baterias deve-se a um novo solvente

Segundo uma notícia publicada no Tech Xplore, a chave para este progresso reside num novo solvente descoberto pela equipa, capaz de potencializar a aplicação destas baterias em meios de transporte aéreos.

O nosso objetivo foi possibilitar baterias de lítio-metal de alta eficiência através do desenvolvimento de moléculas de solvente mais avançadas.

Explicou Rok Choi, autor principal do estudo.

Diferente das tradicionais baterias de iões de lítio, cuja anódica é composta por grafite ou silício, este novo modelo utiliza lítio-metal. Durante o funcionamento da bateria, os iões deslocam-se entre os elétrodos através de um eletrólito, conforme descrito pelo Departamento de Energia dos EUA.

O lítio-metal apresenta uma capacidade de armazenamento de energia muito superior à de outras opções atuais. No entanto, avanços nesta tecnologia têm sido dificultados por problemas como a baixa eficiência, ciclos de vida reduzidos e velocidades de carregamento limitadas.

Além disso, a formação de dendritos – estruturas metálicas em forma de ramificação dentro da bateria – compromete a segurança e o desempenho do dispositivo.

Para ultrapassar estes desafios, a equipa de Stanford desenvolveu um solvente baseado em éter assimétrico, que acelera o carregamento da bateria e melhora a sua estabilidade e fiabilidade. Os testes laboratoriais demonstraram um desempenho consistente ao longo de centenas de ciclos, conforme detalhado num artigo publicado na revista Nature.

A inspiração para este avanço surgiu a partir da utilização de carbonato de etil-metilo, um composto assimétrico comum em baterias de iões de lítio.

Explorámos se uma estrutura assimétrica semelhante poderia otimizar os solventes éter para baterias de lítio-metal.

Revelou Choi ao Tech Xplore.

A equipa realizou ajustes aos grupos de hidrocarbonetos no solvente, com o objetivo de melhorar a troca de iões de lítio nas células da bateria. A investigação demonstrou que a assimetria molecular proporciona resultados significativamente melhores em comparação com estruturas simétricas.

Outro aspeto crucial deste desenvolvimento é que os testes simularam as exigências energéticas de aeronaves elétricas com descolagem e aterragem verticais (eVTOL), um setor que está a ganhar impulso no mercado da mobilidade aérea urbana. Os resultados foram promissores.

Com base nesta estratégia de design molecular, pretendemos expandir o nosso portfólio de solventes para diversos sistemas de baterias.

Acrescentou Choi.

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