Novas pesquisas apontam para alternativas sustentáveis na produção de baterias para carros elétricos.
Há mais de um século vêm se desenvolvendo o carro elétrico. Pesquisadores da universidade McGill, no Canadá, chegaram a um cenário promissor para a fabricação de baterias de íon-lítio mais acessíveis e ambientalmente amigáveis, utilizadas em veículos elétricos. Neste artigo vamos conhecer mais sobre carros elétricos e o potencial de usar metais mais sustentáveis e menos onerosos para produzir suas baterias.
Conhecendo a história do carro elétrico e baterias
Ao contrário de que muita gente acredita, carros elétricos existem há 190 anos! O americano Thomas Davenport desenvolveu o primeiro carro em 1834. Deixaram de ser prioridade com as descobertas de reservas de petróleo e a construção de grandes estradas. De um tempo para até os dias de hoje, tem crescido a demanda por carros elétricos. A razão principal é a poluição atmosférica e à necessidade de descarbonização e preservação do meio ambiente.
Ao longo do tempo diversas soluções tecnológicas têm sido produzidas para viabilizar o uso dos veículos elétricos. Sua estrutura não usa a queima de combustíveis para gerar energia, mas sim as baterias. Que são o coração dos veículos elétricos, por armazenar a energia necessária para o seu funcionamento. As baterias funcionam da seguinte forma: seus polos, positivo e negativo, são ligados entre si, fazendo com que os elétrons se movam, produzindo uma diferença de potencial, gerando uma corrente elétrica. As primeiras versões de baterias automotivas eram à base de níquel-ferro, inventadas por Thomas Edison, e apresentavam como vantagem a facilidade de reciclagem e ausência de materiais tóxicos. Seu custo de produção, no entanto, era muito alto e elas tinham grande peso. A bateria de chumbo-ácido foi o primeiro tipo de bateria a ser utilizada nos primeiros carros elétricos brasileiros. Elas possuíam baixa densidade de energia, alto peso e afetava o meio ambiente em sua produção e descarte. Em 2004, depois de passar por um processo evolutivo, surgiram os primeiros carros elétricos movidos a baterias de íon-lítio, tendo se tornado o material mais utilizado atualmente.
Inovação nos cátodos: O caminho para redução de custos
Primeiramente vamos compreender o que é cátodo. Eletrodo a partir do qual a corrente convencional abandona um aparelho elétrico polarizado. É a célula eletroquímica onde ocorre a reação de redução, ou lugar onde a polaridade negativa é aplicada.
Richie Fong, (doutorando em Engenharia de Materiais), e sua equipe pesquisaram o potencial uso de metais mais sustentáveis e menos onerosos para desenvolveram os novos cátodos. E substituíram os materiais tradicionais como cobalto e níquel, que são insustentáveis e caros para usar ferro do tipo sal-gema (DRX). Sendo viável, haverá redução de 20% no preço das baterias. Porque vai alterar o processo de armazenamento de elétrons e poderá alcançar uma das maiores capacidades de armazenamento já registradas para materiais catódicos de ferro.
Eles também realizaram estudos com sais - gema desordenados à base de manganês (Mn ? DRX). Embora ofereçam alto conteúdo a um custo baixo, esses materiais enfrentam desafios como baixa condutividade elétrica e instabilidade estrutural.
Em colaboração com cientistas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia, a equipe de Richie, encontrou uma solução inovadora. Utilizando nanotubos de carbono de paredes múltiplas e um aglutinante adesivo como aditivos de eletrodo, eles alcançaram a maior densidade de energia prática já registrada para cátodos Mn-DRX.
Tais descobertas são imensamente promissoras para o futuro do desenvolvimento de baterias de íon-lítio, oferecendo um caminho para soluções de armazenamento de energia mais acessíveis e sustentáveis.
Conclusão
A humanidade vem trabalhando em melhores matrizes energéticas alternativas para fins de locomoção há anos. As pesquisas realizadas apontam para um futuro onde os veículos elétricos serão mais acessíveis e ecológicos. A substituição de metais tradicionais por alternativas como ferro e manganês pode transformar a indústria de baterias, tornando a energia sustentável uma realidade viável e econômica.