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Uma das substâncias mais promissoras para a criação de baterias de lítio mais duradouras forma estruturas semelhantes a micelas, tal como acontece no sabão.
Quando alguém lava as mãos com sabão, este forma micelas que retêm e removem a gordura, a sujidade e os germes. O sabão consegue fazê-lo porque atua como uma espécie de ponte entre a água e o que está a ser limpo, ligando e envolvendo-os nessas estruturas conhecidas por micelas.
Uma nova investigação, levada a cabo por engenheiros da Universidade de Brown e do Laboratório Nacional de Idaho, concluiu que acontece um processo muito semelhante naquela que se tornou uma das substâncias mais promissoras para a criação de baterias de lítio mais duradouras – um novo tipo de eletrólito chamado eletrólito localizado de alta concentração.
“O objetivo é melhorar e aumentar a densidade energética das baterias, ou seja, a quantidade de energia que armazenam por ciclo e o número de ciclos que a bateria dura”, começou por explicar Yue Qi, professor da Escola de Engenharia de Brown, em comunicado. “Para tal, os materiais no interior das baterias tradicionais têm de ser substituídos para tornar realidade baterias de longa duração que armazenam mais energia, capazes de alimentar um telemóvel durante uma semana ou mais.”
Os cientistas têm trabalhado na transição para baterias feitas de lítio metálico, uma vez que estas têm uma capacidade de armazenamento muito superior à das atuais baterias de iões de lítio.
O problema são os eletrólitos tradicionais, que são essenciais porque permitem a passagem de uma carga elétrica entre os dois terminais de uma bateria, desencadeando a reação eletroquímica necessária para converter a energia química armazenada em energia elétrica.
Os eletrólitos tradicionais para as baterias de iões de lítio, que são essencialmente constituídos por sal de baixa concentração dissolvido num solvente líquido, não o fazem eficazmente nas baterias à base de metal.
Para responder a este desafio, os cientistas criaram os eletrólitos localizados de alta concentração, que são fabricados misturando elevadas concentrações de sal em solvente com outro líquido chamado diluente, o que faz com que o eletrólito flua melhor de forma a que a potência da bateria possa ser mantida.
Até agora, em testes laboratoriais, este novo tipo de eletrólito tem mostrado resultados promissores, mas a forma como funciona nunca foi totalmente compreendida, um desconhecimento que acaba por limitar a sua eficácia e a forma como pode ser melhorado.
É exatamente esta lacuna que a nova investigação procura resolver.
O artigo conclui que a chave do seu sucesso reside nas estruturas semelhantes a micelas que se formam no interior deste eletrólito, tal como acontece com o sabão.
“Aqui vemos que o papel do sabão ou do surfactante é desempenhado pelo solvente que liga o diluente e o sal, envolvendo-se em torno do sal de maior concentração no centro da micela”, explicou Bin Li, cientista do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
Depois de descobrirem esta curiosidade, os investigadores conseguiram decifrar as proporções e concentrações necessárias para provocar as reações ideais para as pilhas.
O artigo científico com as mais recentes descobertas foi publicado na Nature Materials.
