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Criaram uma bateria que suporta muito mais ciclos de recarga do que qualquer outra

A parte mais interessante: tudo aconteceu "acidentalmente"

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3 anos atrás

Se você tem um smartphone, um tablet ou qualquer outro gadget que já está meio velhinho, talvez tenha notado que a bateria do dispositivo não mantém carga como antes. Isso acontece porque esses componentes sofrem uma espécie de desgaste após certo número de ciclos de recarga. Mas há um sinal de esperança no ar: cientistas da Universidade da Califórnia conseguiram fazer uma bateria suportar muito mais ciclos do que o comum. A parte mais curiosa é que essa descoberta foi feita quase que sem querer.

Bateria

A equipe de Reginald Penner, um dos líderes da pesquisa, trabalhava inicialmente para criar uma bateria mais segura e estável. As baterias atuais, de íons de lítio, são formadas por três componentes, basicamente: eletrólito, ânodo e cátodo. O eletrólito atua como uma substância condutora entre estes dois últimos, permitindo que elétrons sejam descarregados de um e recebidos pelo outro. O problema dessa substância é que ela é extremamente inflamável.

É provável que você já tenha ouvido falar de celulares que explodem. Na maioria absoluta das vezes, é a bateria que faz o aparelho se transformar em uma “bomba”. A causa costuma ser essa sensibilidade interna, por assim dizer. Basta que a temperatura aumente um pouco para o eletrólito ficar mais perigoso.

Os fabricantes adotam uma série de medidas para tornar as baterias seguras. É por isso que, felizmente, acidentes envolvendo baterias não são frequentes. Mas o risco sempre existe. Para diminuí-lo, uma ideia bastante considerada é a de fazer o eletrólito ser formado por gel. Eventualmente, isso poderia até permitir uma concentração mais elevada de íons de lítio, o que aumentaria a capacidade da bateria.

Não estamos falando de uma ideia recente. Só que desenvolver um eletrólito em forma de gel com o nível de condutividade elétrica necessário para as baterias tem sido uma tarefa bastante difícil.

Mas, na pesquisa da equipe de Penner, o gel assumiu um papel crucial. Os pesquisadores criaram uma bateria com nanofios de ouro — que são milhares de vezes mais finos que fios de cabelo — para armazenar eletricidade. Esses nanofios foram revestidos com óxido de manganês e, por fim, envolvidos por uma camada de gel de acrílico (PMMA) que tem entre as suas funções mantê-los juntos.

Gel em torno dos nanofios de ouro

Gel em torno dos nanofios de ouro

Ao interagir com o óxido de manganês, o gel ajuda a evitar corrosão (embora, no caso dos nanofios, o ouro por si só já se mostre “imune” a isso). O detalhe que chamou a atenção dos pesquisadores é que o gel também permitiu que a camada de óxido ficasse mais resistente. Na prática, isso impede os nanofios de se tornarem quebradiços.

Exatamente como isso é possível os pesquisadores ainda não sabem, mas eles constataram nos testes que a bateria conseguiu superar 200 mil ciclos de recarga sem sofrer degradação suficiente para diminuir a sua capacidade ou causar qualquer outro problema. Para efeitos de comparação, estima-se que a bateria de um iPhone 6s, por exemplo, comece a se degradar de modo perceptível após 2 mil ciclos de recarga.

O comparativo abaixo mostra nanofios sem gel (à esquerda) e com o material. O primeiro ficou desgastado após 4 mil ciclos; o segundo, com o gel, teve poucos danos, mesmo passando por mais de 100 mil ciclos.

Sem (à esquerda) e com gel

Sem (à esquerda) e com gel

Penner e equipe acreditam que o novo tipo de bateria pode suportar até 400 vezes mais ciclos de recarga do que as baterias de íons de lítio atuais. Quer dizer, esse não é exatamente um novo tipo de bateria, ainda não: como toda tecnologia relacionada a essa área, pode demorar anos para a ideia ser adotada pela indústria.

É bom continuar tendo paciência

Além de precisar de mais pesquisa para compreender como o gel consegue aumentar a vida útil dos nanofios, a equipe de Penner tem que realizar testes para atestar a segurança da bateria, a viabilidade e outros aspectos. Esse processo todo pode levar anos.

É por isso que a gente sempre tem impressão de que essas tecnologias são só promessas. De fato, muitas são abandonadas no meio do caminho por falta de verba, por não se mostrassem tão promissoras quanto o esperado e assim por diante. Entretanto, outros projetos continuam, mas só se tornam realidade depois de muito tempo de dedicação dos pesquisadores.

Reginald Penner dá um exemplo de adversidade: o experimento consistiu, na verdade, em uma inusitada plataforma formada pela conexão de dois cátodos que se alternam no carregamento, abordagem que facilita testes repetitivos de recarga. Experimentos com baterias de verdade, com ânodo e cátodo, ainda não foram realizados.

Outro exemplo: apesar de ser usado em quantidades bem pequenas, o ouro pode encarecer consideravelmente a produção das baterias mais duradouras. Provavelmente, será necessário substituir o ouro por um metal mais comum. O pesquisador está cogitando usar níquel. Isso significa que os testes terão que ser repetidos com esse elemento. Se os resultados não forem interessantes, outro material terá que ser usado e aí tudo começa de novo.

Como se vê, paciência é primordial aqui. Por ora, o que importa é saber que os primeiros passos foram dados.

Com informações: Popular Science

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