Bateria de ar-lítio para automóveis electricos poderá rivalizar com os veículos a gasolina

Um novo protótipo funcional de uma bateria de lítio-oxigénio - ou lítio-ar - renovou as esperanças de um avanço no campo das baterias, mostrando como resolver vários dos problemas que têm limitado o desenvolvimento desses dispositivos promissores.
A bateria tem uma densidade de energia muito alta, com 90% de eficiência e pode ser usada e recarregada mais de 2.000 vezes.
As baterias de lítio-oxigénio, ou lítio-ar, têm sido apontadas como as baterias "definitivas" devido à sua elevada densidade teórica de energia, que é pelo menos 10 vezes maior do que uma bateria de iões de lítio.
Essa alta densidade de energia seria comparável à da gasolina, viabilizando carros elétricos de grande autonomia com baterias custando apenas 20% e igualmente pesando apenas 20% em relação às actuais.
Contudo, há vários desafios práticos que precisam ser vencidos antes que as baterias de lítio-ar se tornem uma alternativa viável à gasolina e ao etanol, assim como acontece com outras tecnologias como as "baterias de última geração" - como as baterias de lítio-silício, as microbaterias, as baterias líquidas e as baterias de lítio-enxofre.


Agora, pesquisadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, demonstraram como alguns desses obstáculos podem ser superados.
Eles criaram um protótipo de uma bateria de ar-lítio que superou de longe todas as tentativas anteriores.
Tao Liu e Clare Grey usaram um electrodo de carbono altamente poroso, formado no limite, por folhas de grafeno - e aditivos que alteram as reacções químicas que fazem a bateria funcionar, o que a tornou mais estável e mais eficiente.
Em protótipos anteriores, a formação de peróxido de lítio durante o descarregamento (período em que a energia da bateria é usada) junta-se com uma série de outras reacções indesejáveis que atacam o eletrólito e reduzem a eficiência global da bateria.
Além disso, as partículas de descarga acabam entupindo os pequenos poros do electrodo receptor.
Para contornar estes problemas, Liu projectou sua bateria para produzir hidróxido de lítio (LiOH) em vez de peróxido de lítio (Li2O2).
Um passo essencial foi a adição de iodeto de lítio como mediador,(que reduziu a resistência e as reacções químicas indesejáveis que chegavam a inutilizar a bateria), tornando-a muito mais estável após vários ciclos de carga e descarga.
Um outro avanço importante foi o uso de óxido de grafeno reduzido como electrodo de recepção.
Os poros maiores desse material permitiram uma maior captura dos cristais de descarga.


Estas melhorias, gerando alta eficiência e alta ciclagem, prometem acelerar o desenvolvimento de uma bateria de lítio-ar comercialmente viável.
No entanto, embora os resultados sejam promissores, os pesquisadores reconhecem que uma bateria de lítio-ar prática não deverá ser uma realidade antes de uma década de novos desenvolvimentos.
"O que conseguimos é um avanço significativo para esta tecnologia e indica áreas inteiramente novas de investigação.
Não resolvemos todos os problemas inerentes a esta química, mas os nossos resultados mostram rotas rumo a um dispositivo prático," disse a professora Clare Grey, cuja equipa se destacou ao descobrir o mecanismo que faz as baterias de lítio eventualmente explodir.