A nova fórmula promete aproveitar as capacidades do silício e resolver o problema da sua expansão durante o carregamento.
Um novo estudo publicado na Advanced Science relata um avanço significativo na tecnologia de baterias para veículos elétricos (VEs), potencialmente estendendo o alcance médio para além de 1000 quilómetros com uma única carga.
Este progresso gira em torno do uso inovador de silício na composição da bateria, um material conhecido pela sua alta densidade energética, mas problemático devido à sua tendência para expandir até três vezes o seu tamanho durante o carregamento.
A expansão do silício tem anteriormente impedido a sua aplicação generalizada nas baterias, apesar da sua disponibilidade abundante. Tradicionalmente, os engenheiros tentaram aproveitar o potencial do silício integrando-o como nanopartículas para mitigar o problema da expansão. No entanto, esta solução introduziu novos desafios, incluindo um aumento na complexidade e nos custos de produção.
A abordagem da equipa de investigação sul-coreana diverge significativamente ao utilizar partículas de micro-silício, que são 1000 vezes maiores do que as nanopartículas. Estas partículas de tamanho micro não são apenas mais económicas e fáceis de produzir, mas também mantêm uma alta densidade energética, crucial para baterias de longo alcance para VEs.
O principal obstáculo — a expansão do silício — foi abordado de forma engenhosa ao incorporar as partículas de silício num eletrólito de gel polímero. Este eletrólito é capaz de deformar-se para acomodar as alterações de tamanho do silício durante o processo de carregamento, mantendo a integridade e o desempenho da bateria.
Para ligar quimicamente as partículas de silício ao gel, os investigadores utilizaram um processo de irradiação com feixe de eletrões. Este método criou ligações covalentes entre o gel e as partículas de silício, melhorando a estabilidade e eficiência da bateria. A bateria resultante exibe um aumento de 40% na densidade energética em comparação com as baterias de iões de lítio tradicionais, mantendo os níveis de desempenho estáveis, relata o IFLScience.
A simplicidade e eficácia do processo de fabrico destas baterias baseadas em silício sugerem que estão prontas para aplicação comercial imediata, marcando um passo promissor no desenvolvimento de veículos elétricos de longo alcance.
As implicações desta tecnologia vão além de simplesmente melhorar o alcance dos VEs e podem acelerar a transição global para a mobilidade elétrica, reduzindo a dependência dos combustíveis fósseis.
Comercialização em 2040, até lá corram para a bomba e comprem derivados de petroleo.