Pesquisador desenvolve método para criar baterias para carros elétricos a partir de rochas

O pesquisador Mohamad Khoshkalam, da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), desenvolveu um material promissor para baterias de estado sólido que pode atender a todas as exigências: capacidade, segurança, eco-amigabilidade e baixo custo.

O material é composto principalmente por elementos encontrados em rochas, especificamente silicatos de potássio e sódio, que são alguns dos minerais mais abundantes na crosta terrestre. Além disso, elimina a necessidade de metais caros como o cobalto, atualmente exigidos para garantir a capacidade e longevidade das baterias de íons de lítio.

Este material, de cor branca leitosa e fino como papel, serve como uma excelente camada de eletrólito sólido dentro de uma célula de bateria. As baterias tradicionais de íons de lítio usam eletrólitos líquidos que permitem o fluxo de íons de lítio entre o cátodo e o ânodo para gerar corrente. No entanto, os eletrólitos líquidos têm desvantagens, como o risco de vazamento. Os eletrólitos sólidos são mais seguros e podem melhorar o desempenho.

O eletrólito desenvolvido por Khoshkalam também conduz íons a cerca de 40°C, próximo à temperatura ambiente. Isso significa que as baterias que o utilizam podem ser potencialmente fabricadas em condições normais, em vez de em instalações caras que requerem ambientes altamente controlados ou calor extremo. Além disso, o material não reage negativamente à umidade.

Transformar o eletrólito em uma forma utilizável de bateria é um processo de múltiplas etapas. Khoshkalam cria um pó de silicato de potássio, mistura-o em uma solução e o estende em camadas finas como papel. Essas camadas são então moldadas em fitas longas e finas de até 10 metros de comprimento e cuidadosamente secas. Finalmente, as fitas são movidas para um ambiente especial com luvas para serem montadas em células completas de baterias de estado sólido com os componentes de ânodo e cátodo.

Os íons de potássio e sódio nesses silicatos são um pouco maiores e mais pesados que os íons de lítio, por isso não fluem com tanta facilidade. No entanto, Khoshkalam tem uma “receita” não revelada para aumentar sua condutividade além do que é normalmente alcançado com lítio. Seus testes iniciais mostram um desempenho forte para um eletrólito de estado sólido.

Claro, transformar esse material em baterias reais para veículos elétricos levará tempo (ou pode nunca passar nos testes de viabilidade). A tecnologia ainda é nova em comparação com as baterias de íons de lítio, que levaram mais de duas décadas para serem comercializadas e continuam a evoluir. Existem desafios na escala de fabricação e serão necessários novos designs de baterias otimizados para eletrólitos de estado sólido.

Ainda assim, a equipe de Khoshkalam pretende desenvolver uma bateria de demonstração dentro de alguns anos para mostrar o potencial do material às empresas. Com minerais de silicato cobrindo 90% da Terra, há essencialmente um suprimento ilimitado de ingredientes de bateria baratos e ecológicos esperando para serem explorados. No entanto, cumprir essa promessa sem que o entusiasmo se dissipe, como tantas tentativas anteriores, pode se provar o maior desafio.