Baterias de íon-lítio já atingiram bons níveis de vida útil e tempo de funcionamento sem recarga, mas se engana quem acha que o mercado está satisfeito. Um novo tipo delas vem chamando a atenção de pesquisadores e as expectativas quanto às possibilidades de uso são muito otimistas.

Conheça neste artigo as baterias de lítio-enxofre e saiba por que elas estão “bem na fita”.

Sempre ele

O lítio se tornou o material quase perfeito para baterias recarregáveis tanto em equipamentos eletrônicos quanto para veículos automotivos elétricos. As propriedades únicas deste elemento permitem que ele seja combinado com vários outros na busca de baterias cada vez mais eficientes.

O enxofre é o mais novo parceiro do lítio. Quer dizer, nem tão novo assim. Há duas décadas, pelo menos, cientistas já sabiam, na teoria, dos benefícios dessa combinação. A dificuldade sempre foi unir os dois em harmonia.

Estrutura da bateria de lítio-enxofre. Representação de Linda Nazar.Em maio de 2009, uma equipe de pesquisa da Universidade de Waterloo, no Canadá, demonstrou robustamente uma bateria desse tipo. A chefe do time, Linda Nazar, afirmou na época que a dificuldade era o cátodo, ou seja, a parte da bateria que armazena e libera os elétrons nos ciclos de carga e recarga.

Para armazenar e enviar energia, o enxofre precisa estar sempre em contato com um condutor, como o carbono. A solução da equipe de Nazar, então, foi criar um tipo minúsculo para se juntar ao enxofre, batizado de carbono mesoporoso. Através da nanotecnologia, tubos de 6,5 nanômetros de espessura foram desenvolvidos para abrigar o carbono. Os espaços ocos são cobertos com enxofre derretido, o que forma nanofibras de enxofre.

Recentemente, em fevereiro de 2010, pesquisadores da Universidade de Stanford aprimoraram as pesquisas a fim de deixar a estrutura do modelo mais segura.

Benefícios

O enxofre tem densidade energética três vezes maior que o lítio. Ou seja, ele acumula três vezes mais energia no mesmo espaço. A transferência de carga é excepcionalmente rápida, o que significa que com enxofre a bateria envia a quantidade necessária de energia rapidamente, mesmo em equipamentos maiores.

Por isso que, além de equipamentos eletrônicos portáteis, a indústria automotiva está de olho no lítio-enxofre, e com bastante ansiedade. A tecnologia pode superar os maiores desafios para o uso de baterias em veículos elétricos. Estima-se que uma única carga seja suficiente para percorrer cerca de 500 quilômetros, um senhor atrativo para a indústria.

Para aplicação de uma tecnologia em massa, o custo é fator essencial. O enxofre é muito mais barato que os componentes típicos de baterias, logo, a tecnologia promete baratear a produção e distribuição dessas baterias.  O impacto ambiental também é menor, pois não são utilizados metais pesados. Ambos também são atrativos de peso para o enxofre.

O peso das baterias é reduzido e elas são capazes de funcionar muito bem mesmo em temperaturas extremamente baixas, até – 40°.

Testes

Lítio-enxofre já foi testado em equipamentos militares. Em um UAV (sigla em inglês para “veículo aéreo não-tripulado”), a bateria teve duração de duas horas, contra pouco mais de uma hora de sua concorrente de íon-lítio. O desempenho do veículo também foi mais estável pelo menor peso do novo tipo de bateria.

O que falta

Como você pode observar, há motivos de sobra para considerar esta nova tecnologia como forte concorrente das baterias atuais. Baixo custo, maior tempo de duração e menor impacto ambiental são ótimas promessas.

O problema a ser superado hoje é o baixo número de ciclos de carga, estimado entre 40 e 50. Baterias de íon-lítio têm entre 300 e 500 ciclos, um número consideravelmente maior. Qual será a próxima jogada dos pesquisadores para superar esse problema?

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