Pesquisadores da Universidade Monash (Austrália) estão perto de comercializar a bateria de lítio-enxofre (Li-S) mais eficiente do mundo, que pode superar as atuais líderes de mercado em mais de quatro vezes e alimentar a Austrália e outros mercados globais no futuro. O estudo sobre a novidade foi publicado na revista “Science Advances” no início deste ano.
Mahdokht Shaibani, do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade Monash, liderou uma equipe de pesquisa internacional que desenvolveu uma bateria Li-S de capacidade ultra-alta, com melhor desempenho e menos impacto ambiental do que os atuais produtos de íons de lítio.
A nova bateria tem potencial para alimentar um smartphone por cinco dias consecutivos ou permitir que um veículo elétrico percorra mais de 1.000 km sem precisar de reabastecimento.
Os pesquisadores têm uma patente registrada aprovada para seu processo de fabricação, e as células protótipo foram fabricadas com sucesso pelos parceiros alemães de pesquisa e desenvolvimento do Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology.
Desenho reconfigurado
Alguns dos maiores fabricantes mundiais de baterias de lítio na China e na Europa manifestaram interesse em aumentar a produção, com mais testes a serem realizados na Austrália no início deste ano.
Usando os mesmos materiais em baterias de íon-lítio padrão, os pesquisadores reconfiguraram o desenho dos cátodos de enxofre para que pudessem acomodar cargas de tensão mais altas sem uma queda na capacidade ou no desempenho geral.
Inspirada na arquitetura de ponte exclusiva registrada pela primeira vez no processamento de detergente em pó nos anos 1970, a equipe projetou um método que criava ligações entre partículas para acomodar cargas de estresse mais altas e fornecer um nível de estabilidade nunca visto em nenhuma bateria até o momento.
O desempenho atraente, junto com os custos de fabricação mais baixos, o suprimento abundante de material (a Austrália tem grandes reservas de lítio), a facilidade de processamento e a pegada ambiental reduzida tornam esse novo desenho de bateria atraente para futuras aplicações do mundo real, de acordo com o professor associado Matthew Hill.
“Essa abordagem não apenas favorece métricas de alto desempenho e longa vida útil, mas também é simples e extremamente barata de fabricar, usando processos à base de água, e pode levar a reduções significativas de resíduos ambientalmente perigosos”, avaliou Hill.