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Qual o futuro da bateria do seu carro?

As baterias de íon-lítio devem permanecer firmes até pelo menos metade da próxima década. Mas o que vem depois?

Por Eric Tingwall // Ilustrações: Chris Philpot

A forma como armazenamos energia será crítica para o futuro do carro elétrico. Enquanto as baterias de íon-lítio deverão permanecer como o padrão ao longo da próxima década ao menos, os pesquisadores e novas empresas já estão em uma corrida para descobrir, projetar e fabricar alternativas que irão além dos limites da química de baterias atuais. As tecnologias mais promissoras são as seguintes:

FLUXO DE OXIRREDUÇÃO


Resumo: Aqui a energia é armazenada em tanques como dois eletrólitos líquidos, em vez de ser armazenada em eletrodos negativos e positivos. Os eletrólitos geram eletricidade enquanto são bombeados através das células das baterias. A recarga pode ocorrer a bordo pela reversão do processo, ou pela substituição do eletrólido em um posto de abastecimento.

Qual o empecilho? Muitos especialistas acreditam que para obter a autonomia adequada com uma bateria de fluxo de oxirredução será preciso tanques grandes demais para um carro.

Onde ela se destaca: A NanoFlowcell, uma empresa sediada em Liechtenstein, diz ter um veículo protótipo equipado com uma bateria de fluxo funcional capaz de rodar por 14 horas em velocidades urbanas com dois tanques de 160 litros, embora a comunidade científica esteja cética quanto a isto.

Uma startup fundada por pesquisadores do MIT, a 24M, recentemente abandonou as baterias de fluxo de oxirredução para o que eles chamam de baterias de íons de lítio semissólidas, principalmente devido às limitações de arranjo dos enormes tanques de armazenamento.

ÍONS DE LÍTIO EM ESTADO SÓLIDO


Resumo: Um eletrólito sólido de cerâmica substitui o eletrólito líquido nas atuais baterias de íons de lítio, resultando em uma bateria não inflamável, que não se degrada com o tempo e duplica a quantidade de energia que pode ser armazenada em determinado volume. Esta última parte é possível porque o eletrólito sólido usa lítio metálico puro no eletrodo negativo. O desempenho das baterias de estado sólido também melhora com o calor, eliminando a necessidade de arrefecimento líquido.

Qual o empecilho: o eletrólito de cerâmica é até cinco vezes mais pesado que sua alternativa líquida, e as lâminas finas e quebradiças precisam de proteção dos impactos da rodagem. O desempenho também sofre em baixas temperaturas.

Onde ela se destaca: A Dyson, uma fabricante de aspiradores de pó que também tem incentivos do governo britânico para produzir um carro elétrico comprou uma startup de baterias de estado sólido chamada Sakti3 em 2015. Contudo, a Sakti3 usa um método de produção de filme fino que possivelmente não poderá ser aplicado em automóveis. Os pesquisadores no Sakamoto Group estão trabalhando para produzir o material cerâmico em uma massa sólida com cargas de pó.

METAL-AR


Resumo: parte bateria, parte célula combustível, uma célula de metal-ar usa o oxigênio do ar bombeado através da bateria para ativar a reação química que irá produzir energia elétrica. Isso é muito mais leve que o armazenamento do oxidante como material sólido na bateria, o que resulta em baterias com até 10 vezes mais densidade energética que uma de íons de lítio. As baterias de lítio-ar ganharam destaque, mas há mais potencial nas células de zinco-ar devido à abundância de zinco e seu baixo custo.

Qual o empecilho? Baterias de metal-ar são um desenvolvimento relativamente novo e têm um número limitado de ciclos de carga-descarga antes que sua capacidade de armazenamento se degrade significativamente.

Onde ela se destaca: A Fluidic Energy, do Arizona, instalou baterias recarregáveis de zinco-ar em países em desenvolvimento para atuar como buffers em redes elétricas problemáticas. A Tesla tem a patente de um veículo que usa uma bateria metal-ar como extensora de autonomia, ativada depois que o conjunto de baterias de íons de lítio estiver descarregado, assim limitando o número de ciclos de recarga das baterias secundárias.

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