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Nova tecnologia facilita a criação de baterias de estado sólido



Baterias de estado sólido podem estar ainda mais próximas da realidade. De acordo com o site especializado Phys.org, uma pesquisa desenvolvida por cientistas e pesquisadores da universidade de engenharia de Columbia (Columbia University Engineering) atestou um novo método que garante mais um passo adiante para este tipo de componente. Entre as vantagens estão o maior tempo de duração e redução dos riscos de acidentes, como incêndios. Ainda não há previsão da disponibilização da tecnologia em celulares e demais dispositivos.

As baterias de estado sólido não são novidades. Diferentemente dos componentes atuais, que utilizam íons de lítio fluido, a tecnologia usa um eletrólito sólido, que garante mais segurança e eficiência, além de ser mais sustentável.

A nova técnica, porém, peca pela instabilidade. Esta foi uma das maiores dificuldades que os pesquisadores encontraram na produção da bateria de estado sólido. Era preciso construir uma camada para proteger estes eletrólitos sólidos, mas que não fosse muito espessa para não diminuir a densidade da bateria, e também que não interferisse na condução dos íons de lítio.

Para entender a necessidade desta camada protetora, é necessário compreender os eletrólitos sólidos. A escolha destes componentes ocorreu porque a maioria é de cerâmica e, por isso, não é inflamável. Para que estes eletrólitos sólidos pudessem ser utilizados no ânodo – eletrodo por onde a energia positiva flui –, os pesquisadores decidiram utilizar o metal de lítio porque ele é indispensável para aumentar a densidade da bateria, ou seja, a capacidade que ela tem de armazenar energia.

O problema é que o metal de lítio corrói facilmente os eletrólitos sólidos, já que são muito instáveis, o que acaba gerando dendritos – uma espécie de cristais de vidro interpretados como “impureza”. O acúmulo dessas substâncias pode perfurar o ânodo e gerar um curto circuito na bateria. Por isso, os pesquisadores perceberam que os eletrólitos sólidos precisavam ser separados por uma barreira dos íons de metal de lítio. Assim, encontraram no nitreto de boro a solução perfeita.

As camadas poliméricas chegaram a ser pensadas como possibilidade de barreira protetora, mas elas eram muitos espessas e isso implicaria na densidade da bateria, portanto, foram descartadas. Com o avanço da pesquisa, chegou-se a ideia do nitreto de boro, uma camada bem mais fina que a outra, porém altamente resistente. Além de proteger os eletrólitos sólidos, não implicava no tráfego iônico do metal de lítio.

O nitreto de boro nas baterias de estado sólido seria o mesmo que o grafite nas baterias atuais, que utilizam íons de lítio fluido. O componente, no entanto, possui capacidade de condução elétrica dez vezes maior do que o outro. A novidade, porém, não tem previsão para chegar ao mercado.



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