Você sabia que as baterias de borracha podem ser a solução para os carros elétricos?

Quando falamos em carro elétrico as baterias estão no centro da questão, dentre os muitos estudos para melhorar a tecnologia, a pesquisa do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Georgia Tech) chama a atenção por propor um novo material: baterias de borracha. Os pesquisadores descobriram que a borracha poderá vir a ser uma ótima e viável alternativa para substituir as baterias de carros elétricos, feitas de lítio.

O grupo de cientista observou que a borracha, um material tão comum e fácil de ser encontrado, quando modificado para uma estrutura em 3D, desperta a função de fornecer os íons de forma super-rápida, como se fosse uma superstada, e ainda por cima é capaz de dobrar a autonomia em veículos elétricos.

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Baterias de borracha: como funcionam?

Os cientistas que estão elaborando o projeto da bateria de borracha conseguiram fabricar algumas células de energia dotadas de uma grande resistência mecânica de alto nível, o que resultou em uma bateria com capacidade de armazenamento de energia e força muito maior, podendo facilmente substituir as baterias utilizadas atualmente em carros elétricos, visando o aumento da autonomia do veículo.

De acordo com o professor de Engenharia Mecânica, Seung Woo Lee, os íons se movimentam através de um eletrólito líquido, nas baterias de lítio convencionais instaladas em carros elétricos. O que torna esse material muito suscetível, uma vez que o menor dano pode fazer esse eletrólito vazar, causando explosão ou incêndio.

Justamente por essa falta de segurança, as indústrias fabricantes de veículos são forçadas a cogitar o uso das baterias de estado sólido, que podem ser fabricadas com material cerâmico inorgânico ou polímeros orgânicos. Mas, as baterias feitas com material cerâmico ou polímeros convencionais não possuem condutividade iônica e estabilidade mecânica suficientes para operar de forma confiável. Problema solucionado com a utilização de eletrólitos de borracha.

As baterias que são fabricadas com material cerâmico ou polímeros convencionais não são capazes de conduzir íons, além de terem uma estabilidade mecânica insuficiente para operar de forma confiável e eficiente. Os cientistas do Georgia Tech usaram os eletrólitos de borracha para resolverem esses problemas de condução lenta ou zero de íons.

O eletrólito de borracha pode ser feito durante um processo de polimerização bem simples, estando em condições de temperatura baixa, fazendo com que sejam geradas interfaces robustas e suaves logo na superfície dos eletrodos. Essa técnica é feita para evitar o crescimento de dendritos de lítio, facilitando a movimentação dos íons e permitindo a operação confiável e totalmente eficiente de baterias de estado sólido, mesmo estando em temperatura ambiente.

Se tratando da autonomia, os cientistas puderam demonstrar que, ao incrementar a condutividade iônica, é possível movimentar muito mais íons ao mesmo tempo. A bateria com a energia e a densidade em um alto nível poderão aumentar consideravelmente a quilometragem média dos carros elétricos.

O próximo passo do projeto será melhorar o desempenho das baterias de borracha, ampliando a quantidade de ciclos e diminuindo o tempo de carregamento. Até agora, a equipe conseguiu um avanço significativo, resultando em uma performance duas vezes maior em comparação com células convencionais de íons de lítio. E ainda, baterias totalmente em estado sólido também podem aumentar drasticamente a segurança dos carros elétricos.

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Baterias de borracha: questão ambiental

A substituição das baterias de lítio por baterias de borracha também contribuirá para a questão ambiental, frequentemente levantada quando falamos sobre carros elétricos. Isso porque conforme os fabricantes de veículos vão elevando os investimentos na produção de baterias, um futuro mercado de reciclagem lentamente começa a ganhar forma, mas ainda são poucas as empresas que estão se formando para nos próximos anos atuar na recuperação das baterias de lítio.

Da mesma forma que o próprio processo de produção das baterias de lítio representa um custo ambiental adicional significativo, tornando-se alvo dos ambientalistas. Esses metais raros usados na produção acusam um grande impacto ambiental, o que atribui aos veículos elétricos um peso superior na fase de produção, que poderia ser reduzido ao aderir às baterias de borracha.

Além de ser um material alternativo para produção de baterias elétricas, uma vez que não há dimensão das reservas de lítio no planeta. Por enquanto, estima-se que em 2025 a produção de baterias de lítio para carros seja responsável por 90% do consumo dessa matéria prima.

É bom lembrar que todos os dispositivos eletrônicos modernos possuem baterias de lítio, desde os bilhões de smartphones até as calculadoras de mão. E, todo esse universo de aparelhos que usam pequenas baterias desse elemento químico utilizará só 10% do lítio consumido em um ano.

E ainda que se levante a questão ambiental sobre a produção desse material alternativo, a borracha, cabe ressaltar que a produção natural se renova com a plantação de novas espécies. Além de existir o processo de confecção sintético do material, através da polimerização.

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Carro elétrico: o futuro do mercado

Ainda que com questões a serem melhoradas, o futuro do mercado automobilístico é elétrico. 2021 foi um ano forte da indústria com forte crescimento nas vendas e sinalizações por todas montadoras de investimentos e melhoria nas tecnologias para viabilizar os modelos para todos os consumidores.

Somado a isso, ainda se constata um movimento mundial de governos e instituições em tornar essa tecnologia realidade. Países desenvolvidos na Europa e América do Norte já estipularam datas para o fim da produção de motores a combustão. E a própria Organização das Nações Unidas (ONU) demandou que os países desenvolvidos parem de produzir veículos com motores a combustão até 2035.

O fato é que os carros elétricos já circulam pelas ruas em modelos híbridos e, com os altos investimentos da indústria, a tendência é que diminuam os custos de produção e aquisição. Por isso é bom estar atento às novidades como as baterias de borracha para acompanhar o desenvolvimento desse mercado que logo será a nossa realidade.