Introdução:
Uau, esta invenção pode mudar completamente as regras do jogo na nova indústria global de energia! Em 12 de fevereiro de 2025, a revista internacional Nature publicou um avanço revolucionário. A equipe de Peng Huisheng/Gao Yue, da Universidade Fudan, na China, inventou uma novatecnologia de "rejuvenescimento" de baterias de lítio, quebrando os princípios tradicionais de design das baterias de lítio por mais de 30 anos, o que pode estender a vida útil da bateria em mais de 10 vezes! Uma bateria comum de fosfato de ferro-lítio ainda mantém 96% de sua capacidade após 11.818 ciclos de carga e descarga! As baterias de lítio atualmente no mercado são usadas de 1.000 a 2.000 vezes.
O que isso significa? Um Tesla costumava precisar trocar a bateria a cada 6 a 8 anos, mas agora pode rodar por 60 anos sem precisar trocá-la! Seu iPhone pode ser carregado e descarregado 10.000 vezes sem perder energia!
A inspiração para a tecnologia de reparo de baterias vem da terapia humana
Como surgiu essa descoberta milagrosa?
Assim como no tratamento de doenças humanas, nos concentramos em reparar os problemas centrais das baterias e, ao mesmo tempo, proteger suas partes saudáveis", explicou Gao Yue, pesquisador da Universidade Fudan.
Originalmente, a principal razão para o "envelhecimento" das baterias de lítio era a perda de íons de lítio. Assim como a falta de um determinado nutriente no corpo humano pode levar a doenças, as baterias também podem apresentar declínio no desempenho devido à desnutrição. A ideia inovadora da equipe é: podemos repor os íons de lítio perdidos na bateria como se estivéssemos aplicando uma injeção em um paciente?
A IA ajuda a romper com as principais tecnologias de balanceamento de baterias
No entanto, encontrar a "injeção" adequada não é uma tarefa fácil. Essa molécula transportadora deve atender simultaneamente a requisitos de propriedades físicas e químicas quase rigorosos:
- Possuindo atividade eletroquímica e faixa de tensão de decomposição adequadas.
- Solubilidade adequada em eletrólito.
- Possui excelente estabilidade ao ar e estabilidade química.
- Acidez, alcalinidade e cinética de reação apropriadas.
- Os produtos de decomposição devem ser seguros e inofensivos.
- Mais importante ainda, deve ser barato e fácil aumentar a produção.
A inteligência artificial descobre materiais-chave
Sem precedentes, a equipe de pesquisa recorreu à inteligência artificial. Digitalizaram as propriedades moleculares e usaram o aprendizado de máquina para encontrar respostas a partir de uma enorme quantidade de dados de química orgânica, eletroquímica e engenharia de materiais.
O trabalho duro valeu a pena! Após 4 anos de trabalho árduo, eles finalmente encontraram a solução ideal: CF3SO2Li (trifluorometanossulfonato de lítio). Essa molécula funciona como um transportador em miniatura, carregando elétrons de lítio em uma extremidade e descarregando-os com segurança como gás na outra extremidade após a conclusão do transporte.
Os resultados experimentais são chocantes!
No experimento, a bateria que recebeu esse "tratamento de precisão" manteve um desempenho próximo ao de fábrica, mesmo após 12.000 a 60.000 ciclos de carga e descarga. Isso não apenas prolonga a vida útil da bateria, mas também fornece uma solução técnica viável para resolver o problema da poluição em larga escala causada por resíduos de baterias.
Ainda mais emocionante é que essa tecnologia abriu possibilidades inteiramente novas:
Implementou um sistema de bateria de cátodo livre de lítio com uma tensão de 3,0 V e uma densidade de energia de até 1192 Wh/kg.
Desenvolveu uma bateria de bolsa de cátodo de poliacrilonitrila sulfurada orgânica com uma densidade de energia de 388 Wh/kg.
Impacto Revolucionário
Este avanço mudará completamente as regras do jogo na nova indústria energética:
Ela reduzirá significativamente o custo do uso de veículos elétricos, reduzirá significativamente a poluição ambiental causada pelo descarte de baterias e abrirá novas ideias para o design de novas baterias; o mais interessante é que o custo dessa tecnologia é muito considerável - espera-se que ela represente menos de 10% do custo total da bateria, o que significa que ela tem potencial para uso comercial em larga escala!
Como afirmou o pesquisador Gao Yue: Seja para prolongar a vida útil das baterias ou evitar o abandono em larga escala e a poluição ambiental, este "tratamento de precisão" oferece uma solução técnica viável. Esta pesquisa não apenas demonstra a força inovadora da China no campo das novas energias, mas também anuncia a chegada de uma nova era. Em um futuro próximo, a "ansiedade com as baterias" pode se tornar história. Aguardemos ansiosamente a comercialização desta tecnologia revolucionária o mais breve possível!
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Horário da publicação: 28 de fevereiro de 2025