O assunto baterias continua na ordem do dia. Estamos a falar do elemento que fará mexer o mundo quando este depender da energia elétrica. Há anos que se melhoram componentes, se reduzem consumos e se otimiza o desempenho dos dispositivos à espera de um salto tecnológico nas baterias.
Será que esta abordagem é esse tal salto tecnológico que o mundo anseia?
A indústria e a investigação do ramo das baterias não têm conseguido o tal salto tecnológico que o mundo anseia há muito. O que tem sido feito traduz-se em melhorar apenas marginalmente as baterias e, mesmo assim, à custa de operarem no limite da tecnologia, o que se pode comprovar pelos vários casos de incêndios e explosões que temos dado a conhecer.
Com uma nova abordagem química, esse tal salto tecnológico pode estar a bater à porta e tudo graças ao trabalho de uma equipa da Universidade Cornell, nos EUA.
Bateria com arquitetura 3D
Mudar o tipo de arquitetura das baterias parece ser a solução, isto porque em vez de utilizar a arquitetura tradicional das baterias atuais, onde um cátodo e um ánodo são separados por uma estrutura não-condutora, usam-se componentes entrelaçados numa estrutura giroscópica 3D, com milhares de poros com aproximadamente 40 nanómetros de largura.
Informação sobre o fabrico dos componentes entrelaçados da bateria.
A nova arquitetura de bateria da equipa Cornell é baseada numa forma complexa e porosa conhecida como gyroid, que tem sido usada para tirar o máximo partido do grafeno. Nesta nova bateria também foram usadas películas finas de carbono (embora não suficientemente finas para se tornarem grafeno), construído numa forma giroscópica recorrendo a um processo conhecido como bloco de copolímero de auto-montagem.
Estes poros foram revestidos com uma camada separadora com 10 nanómetros de espessura, à qual foi adicionado um cátodo de enxofre. O ingrediente final é um polímero eletronicamente condutor chamado PEDOT.
É importante salientar que cada um desses poros tem tudo o que é necessário para proceder ao armazenamento e fornecimento de energia, o que faz com que se pareçam com baterias pequenas. Esta nova bateria permitirá que a carga seja conseguida em poucos segundos, como referiram os os investigadores:
Basicamente, esta arquitetura tridimensional elimina todas as perdas de volume morto no dispositivo.
Mais importante ainda, a redução das dimensões desses domínios interpenetrados para a nanoescala confere-lhe maior densidade de carga. Por outras palavras, a energia pode ser conseguida em tempos muito mais curtos do que normalmente é conseguida com arquiteturas de baterias convencionais.
Embora este projeto esteja atualmente na fase inicial e ainda não tenha sido patenteado, podemos ver que produziu excelentes resultados, esperando-se por isso um protótipo desta bateria em operação muito em breve, ou mesmo o produto apresentado na íntegra.