IBM Research desenvolve bateria livre de metais pesados como o cobalto
Créditos: IBM Research

IBM Research desenvolve bateria livre de metais pesados como o cobalto

Nos testes iniciais esta bateria mostrou a capacidade de superar as baterias de íon-lítio existentes.

A IBM Research revelou sua mais recente descoberta no segmento de baterias. Esta nova pesquisa poderia ajudar a eliminar a necessidade de metais pesados na produção de baterias e transformar a sustentabilidade a longo prazo de muitos elementos da nossa infraestrutura energética.

Com a exploração de alternativas alimentadas por baterias, desde veículos a redes de energia inteligentes, muitos ainda se preocupam com a sustentabilidade das tecnologias de baterias disponíveis atualmente.

08/11/2019 às 12:21
Notícia

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Muitos materiais usados em baterias, incluindo metais pesados como níquel e cobalto, oferecem grande risco ambiental e humanitário. O cobalto em particular, que está amplamente disponível na África Central, vem sendo alvo de críticas por causa das práticas de extração descuidadas e exploratórias.

Usando três novos e diferentes materiais proprietários, que nunca haviam sido combinados para uso em baterias, a equipe de pesquisadores da IBM Research descobriu a química para uma nova bateria que não usa metais pesados ou outras substâncias provindas de fontes preocupantes.

Esta descoberta tem um potencial significativo para baterias de veículos elétricos, por exemplo, onde a inflamabilidade, o custo e o tempo de carregamento entram em jogo.

Os materiais para a bateria desenvolvida pela IBM Research puderam ser extraídos da água do mar, abrindo o caminho para técnicas de extração menos invasivas do que as técnicas de mineração atuais. 

Tão promissor quanto a composição desta nova bateria é o seu potencial de desempenho. Em testes iniciais, ela provou que pode ser otimizada para superar as capacidades das baterias de íon-lítio em várias categorias individuais, incluindo custos mais baixos, tempo de carregamento mais rápido, maior potência e densidade de energia, forte eficiência energética e baixa inflamabilidade.

IBM Research desenvolve bateria livre de metais pesados como o cobalto

Descoberto no Battery Lab da IBM Research, o novo design usa um material de cátodo sem cobalto e níquel, bem como um eletrólito líquido seguro com um alto ponto de inflamação. Esta combinação única do cátodo e eletrólito demonstrou uma capacidade de suprimir os dendritos de metal de lítio durante o carregamento, reduzindo assim a inflamabilidade, que é amplamente considerada uma desvantagem significativa para o uso de metal de lítio como um material de ânodo.

Esta descoberta tem um potencial significativo para baterias de veículos elétricos, por exemplo, onde a inflamabilidade, o custo e o tempo de carregamento entram em jogo. Os testes atuais mostram que menos de cinco minutos são necessários para que a bateria - configurada para alta potência - atinja um estado de carga de 80%. Combinado com o custo relativamente baixo de obtenção dos materiais, o objetivo de se ter um veículo elétrico de baixo custo com carregamento pode se tornar uma realidade no futuro próximo.

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Os testes atuais mostram que menos de cinco minutos são necessários para que a bateria - configurada para alta potência - atinja um estado de carga de 80%.

No segmento de veículos voadores e aeronaves elétricas que está sempre em rápida evolução, ter acesso a baterias com densidade de alta potência, que pode escalar uma carga de energia rapidamente, é fundamental. Quando otimizado para este fator, este novo design da bateria excede mais de 10.000 W/L, superando as baterias de íon-lítio mais poderosas disponíveis atualmente.

Além disso, os testes da IBM Rasearch mostraram que esta bateria pode ser projetada para um ciclo de longa vida, tornando-se uma opção para sistemas de redes de energia inteligentes e novas infraestruturas de energia onde a longevidade e a estabilidade são fundamentais.

IBM Research desenvolve bateria livre de metais pesados como o cobalto

No geral, esta bateria mostrou a capacidade de superar as baterias de íon-lítio existentes não apenas nas aplicações listadas anteriormente, mas também pode ser otimizada para uma série de benefícios específicos, incluindo:

- Custo mais baixo: Os materiais ativos de cátodos tendem a custar menos porque estão livres de cobalto, níquel e outros metais pesados.

- Carregamento mais rápido: Menos de cinco minutos necessários para atingir um estado de carga de 80% sem comprometer a capacidade de descarga específica.

- Alta densidade de potência: Mais de 10.000 W/L, excedendo o nível de potência que a tecnologia da bateria de íon-lítio pode alcançar.

- Alta densidade energética: Mais de 800 Wh/L, comparável à bateria de íon-lítio de última geração.

- Excelente eficiência energética: Mais de 90%. Calculado a partir da relação da energia para descarregar a bateria sobre a energia para carregar a bateria.

- Baixa inflamabilidade dos eletrólitos.

Para mover esta nova bateria do estágio de pesquisa exploratória para o estágio de desenvolvimento comercial, a IBM Research se uniu à Mercedes-Benz Research, Development North America, Central Glass, um dos principais fornecedores de eletrólitos de baterias do mundo, e à Sidus, uma fabricante de baterias, para criar um novo ecossistema de desenvolvimento de baterias de última geração.

Embora os planos para o maior desenvolvimento desta bateria ainda estão em fase exploratória, a esperança da IBM Research é que este ecossistema inicial ajudará a tornar essas baterias uma realidade.
 

Fonte: Engadget, IBM Research
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Fabio Rosolen

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