EUA dão um passo importante para as baterias do futuro

Um avanço nos eletrólitos para baterias de estado sólido

Investigadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), ligado ao Departamento de Energia dos EUA, conceberam um novo eletrólito polimérico que poderá ajudar a ultrapassar uma das limitações centrais das baterias de estado sólido: a deslocação demasiado lenta dos iões no interior do material.

Porque é que os iões se movem devagar nas baterias de estado sólido

O obstáculo principal nas baterias de estado sólido está no facto de os iões terem de atravessar um eletrólito sólido. Porém, muitos dos materiais usados para esse fim ou são demasiado frágeis ou apresentam uma condução de carga insuficiente.

Em contraste, o novo material polimérico desenvolvido pela ORNL procura unir duas vantagens que raramente coexistem: a flexibilidade típica dos polímeros e uma condutividade iónica muito elevada. Segundo os cientistas, numa configuração específica, os iões conseguem deslocar-se milhares de milhões de vezes mais depressa do que a estrutura do material que os rodeia.

Como o novo eletrólito polimérico da ORNL cria “bolsas iónicas”

O efeito resulta de uma afinação rigorosa da composição do polímero, baseada num sal de lítio, juntamente com a introdução de grupos moleculares particulares - iões bipolares. Esses iões geram zonas de maior polaridade no interior do material, onde se formam pequenas “bolsas iónicas”.

Quando a concentração é a adequada, essas bolsas passam a ligar-se entre si, criando canais pelos quais os iões podem atravessar o eletrólito de forma rápida e com resistência mínima.

Próximos passos: supercomputadores e inteligência artificial

A equipa considera que esta descoberta pode representar um passo importante no caminho para baterias de estado sólido mais fiáveis. Como etapa seguinte, planeiam analisar o funcionamento do polímero ao nível molecular, recorrendo a supercomputadores e a inteligência artificial.