Na Universidade de Dalaware, nos Estados Unidos, um professor de engenharia mecânica está desenvolvendo uma bateria de última geração que, segundo ele, alimentará dispositivos elétricos por mais tempo e possibilitará reduzir o preço de carros elétricos. “Se pudermos fazer isso acontecer, será uma mudança de paradigma”, diz Koffi Pierre Yao.
O pesquisador destaca que há urgência em se buscar alternativas no setor de transporte que, somente nos Estados Unidos, produz quase 30% das emissões de gases de efeito estufa do país. No Brasil, esse percentual é de 25% e está em alta. “Os veículos elétricos, se amplamente adotados, podem desacelerar o ritmo das mudanças climáticas, afirma Yao.
Ele explica que as baterias de íon de lítio, recarregáveis, como as de um celular ou um carro elétrico, funcionam convertendo reações químicas em energia elétrica (assim como as células de hidrogênio) e, para fazer isso, cada uma delas é construída com dois eletrodos — também conhecidos como transportadores de energia.
Um desses, denominado ânodo, é normalmente feito de grafite. O que Yao está tentando desenvolver é um ânodo feito de silício, material muito mais barato e que pode armazenar e fornecer até 10 vezes mais energia. “Imagine 350 watts-hora por quilograma, em comparação com as opções atuais de última geração, que oferecem 200 watts-hora por quilograma”, diz. Com isso, o celular duraria muito mais, e um veículo elétrico seria capaz de viajar duas ou talvez até três vezes a distância antes de precisar ser recarregado.
Volume
Contudo, o problema do silício é que, para armazenar tanta energia, ele aumenta de volume conforme a bateria é reiniciada. Enquanto um ânodo de grafite se expande em apenas 10%, no máximo, o silício chega a 350% — e isso degrada o material. Com 50 a 100 cargas, a bateria fica inutilizada.
Yao acredita que a solução está em um filme que se forma na superfície do ânodo na maioria das baterias de íon de lítio. Se ele puder aprimorar o material de forma a permitir a expansão enquanto protege contra a degradação, o pesquisador terá resolvido o problema. “Em termos leigos, esse filme será de plástico. Será elastomérico, o que significa que se estenderá como um elástico”, conta.