As baterias de íon de lítio são usadas em uma variedade de eletrônicos, de laptops a veículos elétricos
Eles são onipresentes e essenciais para navegar na vida moderna. Pequena, luz, recarregável:as baterias de íon de lítio revolucionaram nosso mundo em menos de três décadas.
Na quarta-feira, John Goodenough, Stanley Whittingham e Akira Yoshino, os inventores de uma tecnologia tida como certa pela maioria, recebeu o aceno de química mais prestigioso de todos:um Prêmio Nobel.
"Eles criaram um mundo recarregável, "declarou a Real Academia Sueca de Ciências, que concede o prêmio.
Qual é o problema?
Comercializado apenas em 1991, baterias de íon de lítio agora abastecem milhões e milhões de celulares, laptops, tablets, máquinas fotográficas, aparelhos auditivos, marcapassos, painéis solares, patinetes, bicicletas e até carros elétricos de longa distância.
"Mais de dois terços da população mundial possui um dispositivo móvel, seja um smartphone, um laptop ou tablet, e quase todos alimentados por baterias recarregáveis de íon de lítio. Eles são os burros de carga ocultos da era móvel, "Paul Coxon, do Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia da Universidade de Cambridge, disse à AFP.
Eles aumentaram consideravelmente a mobilidade humana, e permitiu que milhões em países em desenvolvimento acessassem informações e serviços online com apenas um telefone celular.
As baterias de íon-lítio também reduziram nossa dependência de combustíveis fósseis que aquecem o planeta, especialmente em carros elétricos.
Além disso, eles podem ser usados em combinação com fontes de energia renováveis, mas flutuantes, como o Sol ou o vento, capturando e armazenando energia para ser reutilizada posteriormente.
Para Coxon, a bateria de íon de lítio é um digno ganhador do Nobel, pois atua nas origens do prestigioso prêmio.
"A aplicação prática da ciência para o benefício da humanidade; ciência fundamental colocada diretamente em suas mãos, "ele disse." Estou literalmente segurando um telefone na minha mão agora. "
As bicicletas elétricas Uber têm baterias removíveis de íon de lítio
O que mudou?
Ao contrário de seu antecessor, baterias de chumbo-ácido desenvolvidas em meados do século 19, as baterias de íons de lítio são recarregáveis.
Eles são menores, mais leve, mais duradouro e pode ser feito para ser mais poderoso.
Baterias de carros elétricos "não pesam mais duas toneladas, mas 300 quilogramas (660 libras), "disse Sara Snogerup Linse, professor de físico-química e membro do Comitê Nobel de Química.
Como eles funcionam?
Quando uma bateria é conectada a um circuito, íons carregados movem-se dentro da bateria, geralmente em uma solução química, entre dois eletrodos - um ânodo e um cátodo.
As reações químicas ocorrem em cada um dos eletrodos, criando um acúmulo de elétrons em uma extremidade. Os elétrons procuram se reequilibrar, mas não pode se mover através da bateria, forçando-os a viajar pelo circuito, emitindo energia elétrica.
O eletrodo positivo é feito de um composto de lítio - o metal mais leve conhecido pelo homem e a chave para o sucesso do projeto, de acordo com Olof Ramstroem, um colega membro do comitê.
"O lítio tem propriedades extremamente atraentes e isso significa que você pode obter uma bateria muito leve, pequena, com alta potência e eficiência, "disse ele após o anúncio de quarta-feira em Estocolmo.
"O lítio é muito reativo ... que é o que precisamos - precisamos dos elétrons do lítio. Trata-se de tentar domar isso e colocá-lo naquele pequeno pacote de bateria que é realmente útil para nós."
A desvantagem
Um artigo publicado na revista Natureza em julho passado alertou que as reservas de matérias-primas utilizadas em baterias de íon de lítio, como cobalto e níquel, são escassos e caros e estão se esgotando rapidamente.
Reciclagem de peças de dispositivos eletrônicos, incluindo baterias de íon-lítio, precisa ser intensificado
O lítio é encontrado em uma variedade de minerais e no sal ou na salmoura, enquanto a produção dos eletrodos requer metais raros, como cobalto e níquel.
"Não poderíamos necessariamente ter previsto 40 ou 50 anos atrás que o tântalo, índio, todos esses elementos interessantes se tornariam muito importantes, "disse Coxon, apontando para danos ambientais e tensões na infraestrutura em locais onde os minerais são encontrados - especialmente na América do Sul.
"Isso coloca pressão sobre como os fornecemos eticamente."
Grandes quantidades de componentes de bateria de íon de lítio usados acabam em aterros sanitários, ele adicionou. Eles são frequentemente enviados para instalações de reciclagem, frequentemente em países em desenvolvimento, onde eles são removidos para suas partes básicas e os bits reutilizáveis reciclados.
“É um desafio ambiental muito importante, "disse Coxon.
Adicionado Maeva Philippot, um pesquisador de engenharia elétrica da Vrije Universiteit Bruxelas:"A reciclagem se tornará mais importante à medida que cada vez mais baterias chegarem ao fim de sua vida útil."
Olhando para a frente
Cientistas e engenheiros de todo o mundo estão trabalhando para tornar as baterias de íons de lítio ainda menores, mais duradouro, mais rápido para carregar e menos volátil.
Eles são conhecidos por superaquecer e às vezes até explodir, e são relativamente caros de produzir, principalmente devido ao alto custo do níquel e do cobalto.
“Há novos produtos químicos chegando que nos permitirão fazer baterias ainda menores, "disse Philippot.
Quanto à reciclagem:"A Europa está fazendo uma nova diretriz para baterias no fim de suas vidas e como elas podem ser recicladas e reutilizadas em outros dispositivos.
"Por exemplo, Baterias de veículos elétricos podem ser usadas em casa para armazenar energia e ser carregadas por painéis solares. Existem muitos projetos que buscam a 'segunda vida' ou a reutilização de baterias. "
© 2019 AFP
