Introdução:
Uau, esta invenção pode mudar completamente as regras do jogo na indústria global de novas energias! Em 12 de fevereiro de 2025, a prestigiada revista científica internacional Nature publicou uma descoberta revolucionária. A equipe de Peng Huisheng e Gao Yue, da Universidade de Fudan, na China, inventou uma nova tecnologia.tecnologia de "rejuvenescimento" de baterias de lítioRompendo com os princípios tradicionais de design das baterias de lítio, que duraram mais de 30 anos, a tecnologia permite 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! Para se ter uma ideia, 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 de substituição! Seu iPhone pode ser carregado e descarregado 10.000 vezes sem perder potência!
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, nosso foco é reparar os problemas principais das baterias, protegendo ao mesmo tempo suas partes saudáveis", explicou Gao Yue, pesquisador da Universidade de 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 sofrer uma queda de desempenho devido à falta de nutrientes. 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 desbravar tecnologias essenciais 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 bastante rigorosos:
- Possuir 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 adequadas.
- Os produtos da decomposição devem ser seguros e inofensivos.
- Mais importante ainda, a produção deve ser barata e fácil de aumentar em grande escala.
A inteligência artificial descobre materiais essenciais.
Sem precedentes a seguir, a equipe de pesquisa recorreu à inteligência artificial. Eles digitalizaram as propriedades moleculares e usaram aprendizado de máquina para encontrar respostas em uma enorme quantidade de dados de química orgânica, eletroquímica e engenharia de materiais.
O trabalho árduo valeu a pena! Após 4 anos de trabalho duro, 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 os descarregando com segurança na forma de gás na outra, após a conclusão do transporte.
Os resultados experimentais são chocantes!
No experimento, a bateria que recebeu esse "tratamento de precisão" ainda apresentava 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, como também oferece uma solução técnica viável para o problema da poluição por baterias descartadas em larga escala.
Mais empolgante ainda é que essa tecnologia abriu possibilidades totalmente novas:
Implementamos um sistema de bateria com cátodo livre de lítio, com tensão de 3,0 V e densidade de energia de até 1192 Wh/kg.
Desenvolvemos uma bateria tipo bolsa com cátodo de poliacrilonitrila sulfurizada orgânica com densidade de energia de 388 Wh/kg.
Impacto revolucionário
Essa inovação mudará completamente as regras do jogo na nova indústria de energia:
Isso reduzirá significativamente o custo de utilização de veículos elétricos, diminuirá consideravelmente a poluição ambiental causada pelo descarte de baterias e abrirá novas ideias para o desenvolvimento de novas baterias; o mais empolgante é que o custo dessa tecnologia é muito baixo – espera-se que 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 da bateria ou para evitar o descarte em larga escala e a poluição ambiental, esse "tratamento de precisão" oferece uma solução técnica viável. Esta pesquisa não apenas demonstra a capacidade de inovação da China no campo das novas energias, como também anuncia a chegada de uma nova era. Em um futuro próximo, a "ansiedade com as baterias" poderá se tornar coisa do passado. Aguardemos ansiosamente a comercialização dessa tecnologia revolucionária o mais breve possível!
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Data da publicação: 28/02/2025