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  • Melhoria dez vezes maior nas baterias líquidas significa que o reabastecimento do carro elétrico pode levar minutos

    Grandes empresas de todo o mundo já demonstraram interesse na bateria líquida de alta densidade energética do Prof. Lee Cronin. Crédito:Universidade de Glasgow

    Uma das maiores desvantagens dos veículos elétricos - que exigem horas e horas para carregar - pode ser eliminada por um novo tipo de bateria líquida que é cerca de dez vezes mais densa em energia do que os modelos existentes, de acordo com o professor Lee Cronin, a Cátedra Regius de Química da Universidade de Glasgow, REINO UNIDO.

    O que há de tão especial sobre este líquido, ou fluxo, bateria?

    "Um veículo elétrico normal tem uma bateria sólida, e quando esta ficar sem carga, você terá que recarregá-lo conectando-o a uma tomada elétrica. Isso leva cerca de meia hora se você encontrar um carregador rápido em uma estação de serviço de rodovia, ou até 12 horas em casa. Nossa bateria, Contudo, é feito de um líquido em vez de um sólido. Se você ficar sem carga, você poderia, em princípio, bombear o líquido esgotado e - como um veículo a gasolina ou diesel comum - reabastecê-lo com o líquido já carregado. E isso levaria minutos. "

    Como funciona?

    "A parte da bateria que contém a carga é conhecida como eletrólito e, quando é feita de um sólido, fica imprensada entre dois eletrodos. Quando você usa a bateria, uma reação química ocorre dentro do eletrólito, e a carga passa de um eletrodo para o outro até que o eletrólito se esgote. Então você carrega a bateria, forçando a carga na direção oposta através dos eletrodos, até que o sistema seja recarregado.

    "Uma bateria de fluxo é diferente. Aqui, porque o eletrólito é feito de um líquido, pode ser armazenado em um tanque, e bombeado pelos eletrodos durante a operação. Porque você tem muito mais eletrólito para extrair, uma bateria de fluxo pode produzir muita energia - você obtém mais retorno do seu investimento. "

    Portanto, ainda é a mesma reação química que produz a eletricidade, mas está ocorrendo em um fluxo contínuo de líquido ao invés de um sólido?

    "Exatamente. Além disso, porque o eletrólito é um sal inorgânico simples na água, é possível controlar o envelhecimento. Dentro de um normal, bateria de lítio, o sistema sólido se degrada com o tempo, de modo que a carga se esforça para se mover para frente e para trás. Essa é a razão pela qual as baterias de lítio duram apenas um certo número de ciclos de carga e descarga. Em nossa bateria de líquido inorgânico, Contudo, este processo de envelhecimento não ocorre da mesma maneira, porque o sal inorgânico é muito estável. "

    Por que ninguém pensou em usar baterias de fluxo em carros elétricos antes?

    Os postos de gasolina existentes podem ser adaptados para recarregar baterias líquidas em carros elétricos. Crédito:IADE-Michoko / Pixabay

    "As baterias de fluxo já existem há muito tempo, mas seu principal problema tem sido a baixa densidade de energia. Em outras palavras, embora você possa produzir muita energia, você precisava de um tanque muito grande de eletrólito para entregá-lo - grande demais para aplicativos móveis.

    "Como químico, Estou interessado em como podemos obter mais elétrons - mais carga - em um volume de espaço. Este ano, meus colegas e eu descobrimos que se fizéssemos um eletrólito de uma concentração muito alta de um óxido de metal, foi capaz de absorver muito mais carga do que esperávamos. O resultado foi uma bateria de fluxo com cerca de dez vezes mais densidade de energia do que a anteriormente alcançada - 225 watts-hora por litro, com a possibilidade de até 1, 000 watts-hora por litro. De repente, percebi que com esta densidade de energia, a aplicação a veículos pode ser possível. "

    Como o desempenho se compara ao das baterias atuais dentro de veículos elétricos?

    "Um Tesla Model 3, por exemplo, tem uma bateria de 70 quilowatts-hora. Para ter a mesma capacidade que isso, precisaríamos de pelo menos 70 litros da melhor versão de nossa bateria - que é quase do mesmo tamanho que o tanque de combustível de um carro a gasolina. "

    Isso seria difícil de implementar na prática?

    "Não há razão para que uma bateria de fluxo não possa ser adaptada em um veículo elétrico existente, desde que gere a mesma saída e ocupe o mesmo espaço. Enquanto isso, todos os postos de gasolina do mundo têm bombas, e estão acostumados a lidar com líquidos, então, grande parte da infraestrutura já está lá. Os líquidos que usamos são corrosivos, mas é possível considerar a adaptação de tubulação para lidar com isso. Talvez os tanques de armazenamento precisem ser atualizados, mas atualizar algo é muito mais barato do que construir uma infraestrutura inteiramente nova. O principal benefício é que nossos eletrólitos são verdes - os esgotados podem ser recarregados, esperançosamente usando eletricidade renovável, e entregue ao próximo cliente. "

    O que está nos impedindo de fazer isso agora?

    "Há muita engenharia a ser feita, para se certificar de que pode funcionar de forma segura e confiável. Atualmente, estamos transferindo nosso conhecimento do laboratório para uma plataforma de teste, e desenvolver um protótipo. Queremos verificar se estamos obtendo as densidades de energia que esperamos, e que a mecânica do bombeamento funciona. Se eu tivesse todo o dinheiro, Eu poderia imaginar três etapas:construir um protótipo para validar todo o funcionamento e otimizar a eficiência, construir outro para uso em um aplicativo estacionário, e, finalmente, joguei-o em um carro.

    "Espero que outras pessoas adotem essa ideia, e trate-o com seriedade por causa do aumento da densidade de energia. Grandes empresas de todo o mundo já entraram em contato, e eu só tenho que descobrir o melhor curso de ação. Eu sou um professor universitário, então meu trabalho é entender como o universo funciona, mas não tenho medo de fazer alguma engenharia se houver potencial para resolver um grande problema, se o financiamento para a visão estivesse disponível. "


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