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Em setembro, durante o ‘Dia da Bateria’ da Tesla, Elon Musk fez muitas promessas. Uma das mais significativas é a ideia de produzir um carro elétrico que funciona com baterias com ânodos de silício puro. Isso faria com que, além de aumentar o desempenho dos veículos, o cobalto presente nos cátodos fosse reduzido, fazendo com que, consequentemente, o preço caísse.

No entanto, as ideias não param por aí. O empresário citou uma tecnologia que faria a bateria ser integrada ao chassi, uma ideia que, segundo Musk, deve diminuir o peso do carro em 10%. Ele citou a iniciativa como uma “revolução” na engenharia – mas para alguns pesquisadores, a ideia parece muito com o passado.

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“Ele está essencialmente fazendo algo que fizemos há dez anos”, diz Emile Greenhalgh, cientista de materiais do Imperial College of London. Atualmente, ele é um dos maiores especialistas do mundo em baterias estruturais, uma abordagem de armazenamento que elimina a fronteira entre a bateria e o objeto que ela alimenta. “O que estamos fazendo é ir além do que Elon Musk tem falado. Não há baterias embutidas. O próprio material é o dispositivo de armazenamento de energia”, completa.

Hoje, como acontece com os smartphones, as baterias são parte substancial dos carros. Isso porque são responsáveis por grande parte do peso. Estima-se que a bateria de um veículo elétrico é responsável por um terço de seu peso.

A ideia de Greenhalgh e seus colaboradores vai além. Para eles, a abordagem mais promissora é descartar a bateria e usar a própria carroceria do veículo para guardar energia. O armazenamento elétrico acontece nas finas camadas de materiais que compões a estrutura do carro. Se considerarmos isso, o peso das baterias pode ser eliminado quase completamente.

“É fazer com que o material faça duas coisas simultaneamente”, diz Greenhalgh. Essa nova maneira pode fornecer enormes ganhos de desempenho e melhorar a segurança porque não haverá milhares de células inflamáveis de alta densidade dentro dos carros.

Projeto antigo

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Usar a carroceria dos carros elétricos para armazenar energia pode ser a solução para diminuir o peso dos veículos. Foto: 4kstock/Shutterstock

Apesar de parecer algo novo, esse projeto está em desenvolvimento há alguns anos. Em 2010, Leif Asp, um cientista de materiais da Chalmers University of Technology, na Suécia, Greenhalgh e uma equipe de cientistas europeus colaboraram no Storage, uma pesquisa que visava construir baterias estruturais e integrá-las a um híbrido da Volvo.

“Naquela época, não achava que teria muito impacto na sociedade, mas à medida que avançávamos, percebi que poderia ser uma ideia muito útil”, diz Asp, que caracteriza a bateria convencional como um “parasita estrutural”.

Ele diz que o principal benefício das baterias estruturais é que elas reduzem a quantidade de energia que um veículo elétrico precisa para dirigir a mesma distância – ou podem aumentar seu alcance.

Em um teste feito nesse período de estudos, os especialistas conseguiram integrar com sucesso baterias comerciais de íon de lítio a uma tampa do plenum, um componente que regula a entrada de ar do motor.

Obviamente, não é a bateria central do carro, mas isso serviu para mostrar que o conceito de bateria estrutural pode ser funcional. No entanto, colocar células de íon de lítio na carroceria de um veículo não é uma abordagem tão eficiente atualmente.

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Atualmente, as baterias são responsáveis por um terço do peso dos carros elétricos. Foto: alexfan32/Shutterstock

Por isso, foi criado uma espécie de supercapacitor estrutural, usado como tampa do porta-malas. Isso faz com que a energia seja armazenada como se fosse uma bateria, mas usando carga eletrostática, não uma reação química. Apesar de funcional, a criação não retém tanta energia quanto uma bateria, mas são ótimas para fornecer pequenas quantidades de carga elétrica rapidamente.

Mesmo assim, as pesquisas envolvendo o Volvo foram essenciais para definir que o armazenamento de energia estrutural era viável em um carro elétrico.

No entanto, os especialistas apontam que a principal dificuldade para implementação da tecnologia deve ser convencer a indústria automotiva e os órgãos reguladores de que a iniciativa é segura e introduz um desempenho superior. 

Para resolver essa questão e mostrar de fato como a técnica funciona, Greenhalgh e Asp trabalham em modelos matemáticos que mostrarão exatamente como a estrutura dos veículos construídos com essas baterias muda durante o uso.

Apesar disso, Asp diz que provavelmente levará mais de uma década até que as baterias estruturais sejam implementadas em veículos por conta de suas demandas de energia significativas e desafios regulatórios. Antes que isso aconteça, ele prevê que a tecnologia se tornará comum em eletrônicos de consumo.

Via: ARSTechnica