Flúor não serve apenas para as pastas de dentes: cientistas descobrem que pode fazer durar a bateria do seu veículo elétrico muito mais tempo

O padrão-ouro das baterias dos veículos elétricos são as células de íon-lítio – no entanto há mais produtos químicos densos em energia que poderão ser utilizados no futuro: uma equipa de investigadores do Departamento de Energia dos Estados Unidos deu passos decisivos na tecnologia de lítio metálico.

As químicas de bateria alternativas, como o lítio metálico, oferecem até duas vezes mais densidade de energia do que as baterias de íon-lítio que alimentam os EVs de maior alcance atualmente. A maior densidade permite que as baterias sejam menores e mais leves e, portanto, mais eficientes para transportar passageiros mais longe.

A desvantagem é que estas baterias só podem oferecer tanta densidade de energia por um curto período de tempo. À medida que carregam e descarregam, o seu desempenho piora e a sua densidade impressionante desaparece após menos de 100 ciclos – o que seria um grande problema para os condutores.

A solução parece ter chegado de uma equipa de investigadores liderada por Zhengcheng (John) Zhang, da divisão de Ciências Químicas e Engenharia do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, que encontrou uma solução ‘inesperada’: aparentemente, o flúor não serve apenas para as pastas de dentes, para fortalecer o esmalte, mas também ajuda as baterias de lítio metálico a durar mais tempo.

Essas baterias possuem um elétrodo negativo (ânodo) que é feito de lítio em vez de grafite. Neles, os íons de lítio movem-se entre o ânodo e o cátodo através de um líquido eletrolítico. Os eletrólitos normais são compostos de solventes e sais que contêm lítio, mas isso não forma uma camada protetora suficiente no ânodo, o que permite uma rápida degradação.

A solução da equipa de cientistas foi mudar o líquido eletrolítico para um que contivesse componentes fluoretados que são carregados negativamente (ânion) e positivamente (cátion), o que ajuda a proteger o funcionamento interno da bateria, fazendo com que esta dure muito mais tempo.

“A principal diferença no nosso novo eletrólito é a substituição de átomos de hidrogénio por flúor na estrutura em forma de anel da parte catiônica do líquido iônico”, disse Zhang. “Isso fez toda a diferença na manutenção do alto desempenho por centenas de ciclos numa célula de metal de lítio de teste.”

Os cientistas conseguiram ajustar as proporções para criar uma camada protetora com qualidades ideais. Felizmente, o líquido é fácil de fabricar, tornando-o barato e usa muito menos solvente do que os líquidos tradicionais, tornando-o também mais ecológico.

“As baterias de metal de lítio com o nosso eletrólito catiônico fluorado podem impulsionar consideravelmente a indústria de veículos elétricos”, referiu Zhang. “E a utilidade deste eletrólito, sem dúvida, estende-se a outros tipos de sistemas avançados de bateria além do íon de lítio.”