No mundo dos veículos elétricos (VEs), uma inovação promissora aumenta as expectativas de autonomia e eficiência energética. Pesquisadores em todo o mundo têm se dedicado ao desafio de aumentar significativamente a distância que os VEs podem percorrer com uma única carga. O avanço mais recente nesta área vem de uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang, na Coreia do Sul, que desenvolveu uma tecnologia de bateria baseada em silício capaz de impulsionar a autonomia dos veículos elétricos para além dos 1.000 quilômetros com uma única carga.
O silício, apesar de ser o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, apresentou desafios significativos quando integrado às baterias de íons de lítio, especialmente devido à sua propensão para expandir até três vezes o seu tamanho durante o processo de carregamento. Essa expansão pode comprometer a integridade estrutural da bateria, resultando em uma eficiência e durabilidade reduzidas. Tradicionalmente, a indústria tem tentado mitigar esses efeitos utilizando nanopartículas de silício. No entanto, esta solução enfrenta obstáculos relacionados aos altos custos de produção e complexidade técnica.
A inovação das micropartículas de silício e eletrólitos em gel
A equipe liderada pelo professor Soojin Park na POSTECH abordou esses desafios de uma maneira inovadora, desenvolvendo um sistema de bateria que utiliza micropartículas de silício, cerca de 1.000 vezes maiores do que suas contrapartes nano. Este avanço foi possível graças à introdução de um eletrólito de polímero em gel que se adapta à expansão e contração do silício, mantendo a integridade da bateria. A chave para este sistema é a formação de ligações covalentes entre o silício e o gel, um processo facilitado pela irradiação com feixes de elétrons.
O resultado desse trabalho inovador é uma bateria de íons de lítio que não apenas mantém uma estabilidade comparável às baterias convencionais, mas também oferece uma melhoria de 40% na densidade de energia. Essa tecnologia tem o potencial de revolucionar a indústria de veículos elétricos, oferecendo soluções mais eficientes e econômicas para a questão da autonomia dos VEs. Com uma capacidade de percorrer mais de 1.000 quilômetros com uma única carga, os veículos elétricos equipados com essa nova tecnologia de bateria poderiam superar uma das maiores barreiras à adoção em massa: a ansiedade de autonomia.
Próximos passos e aplicabilidade
O professor Park e sua equipe estão confiantes de que o processo de fabricação simplificado e o baixo custo das matérias-primas tornam essa tecnologia pronta para aplicação imediata. Isso representa um marco significativo na busca por soluções energéticas mais sustentáveis e eficientes para o setor de transportes. À medida que a pesquisa avança para a fase de testes em sistemas de bateria de tamanho real, o potencial para impactar positivamente a produção de veículos elétricos e, por extensão, a sustentabilidade ambiental é imenso.
A pesquisa liderada pela POSTECH abre novos caminhos para o desenvolvimento de baterias de alta densidade de energia, trazendo-nos mais perto de um futuro onde os veículos elétricos podem percorrer distâncias comparáveis às dos veículos a gasolina, sem a necessidade de recargas frequentes
