U of S-Synchrotron está testando baterias EV de próxima geração que podem durar 25 vezes mais antes da substituição

Os fabricantes de veículos eléctricos estão a utilizar o síncrotron Canadian Light Source (CLS) em Saskatoon para desenvolver baterias com uma vida útil de oito milhões de quilómetros, cerca de 25 vezes a vida útil média das baterias actualmente em uso.

Os pesquisadores usaram a luz síncrotron ultrabrilhante do acelerador de partículas CLS da Universidade de Saskatchewan para dar uma olhada microscópica no funcionamento interno de uma bateria de íon de lítio padrão e da nova bateria de “eletrodo de cristal único”. Tesla Canadá co-financiou a pesquisa.

Quando olharam para dentro, os pesquisadores viram que a bateria de eletrodo de cristal único resistia às rachaduras microscópicas causadas por repetidos ciclos de carregamento. Essa rachadura afeta a capacidade das baterias normais de veículos elétricos de manter a carga.

Antes do teste, a bateria de eletrodos de cristal único analisada no CLS foi continuamente carregada e descarregada em laboratório, disse Toby Bond, cientista sênior do CLS que conduziu a pesquisa com Jeff Dahn, professor da Universidade Dalhousie.

“Cobramos e descarregamos 24 horas por dia, 7 dias por semana, durante cerca de seis anos”, disse Bond em entrevista à CBC News. “Nós o trouxemos aqui e o examinamos e não encontramos absolutamente nenhum sinal de deterioração. Isso ocorre depois de 20 mil ciclos de carga e descarga, o que corresponde a uma viagem de cerca de oito milhões de quilômetros.”

A principal diferença entre as duas baterias está nos eletrodos. Numa bateria padrão, os eletrodos são compostos de partículas 50 vezes menores que a largura de um fio de cabelo, que por sua vez são compostas de cristais ainda menores. A nova bateria consiste em apenas um grande cristal, o que significa que é uma estrutura mais sólida e resistente aos esforços mecânicos.

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O cientista Toby Bond diz que um novo tipo de material de bateria de íons de lítio chamado eletrodo de cristal único pode durar décadas e ser usado em “aplicações de segunda vida”, como armazenamento de energia eólica e solar para a rede elétrica.

Esta é a primeira vez que os cientistas analisam uma bateria de eletrodos de cristal único que funciona continuamente por tanto tempo, disse Bond.

“Fazemos tomografias computadorizadas, que são semelhantes a uma radiografia 3D que você faz no hospital”, disse Bond. “Podemos fazer isso com uma bateria em nível microscópico, sem desmontá-la. … Podemos realmente observar características da bateria que são muito menores do que um fio de cabelo humano, mesmo sem dissecá-lo.”

Os fabricantes de veículos elétricos estão se esforçando para desenvolver baterias com vida útil mais longa. As baterias padrão atuais duram entre 10 e 20 anos ou 160.000 a 320.000 quilômetros antes de serem substituídas.

Bond disse que o novo tipo de bateria poderia durar mais que a maioria das outras peças de um veículo elétrico e que menos trocas de bateria significariam uma redução na pegada de carbono de um veículo. Há também potencial para usos secundários, como armazenamento na rede para energia eólica e solar.

Bond disse que essas novas baterias já estão em produção comercial e espera que sejam mais amplamente utilizadas nos próximos anos.

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Veja como funciona o síncrotron Canadian Light Source

O síncrotron usa luz brilhante para ajudar os pesquisadores a visualizar o interior dos objetos com um nível de detalhe que não é possível com um raio X tradicional ou um microscópio de alta potência.