Baterias para carros elétricos com menos tempo de recarga

Baterias para carros elétricos enfrentam muitos problemas de evolução, mas eles podem descarbonizar um dos setores mais poluentes da nossa economia, mas são atormentados por um grande problema: a ansiedade por alcance. Um novo design de bateria que pode ser carregado em apenas 10 minutos promete resolver esse problema de frente.

Em 2018, o alcance médio para carros elétricos nos EUA era de apenas 250 quilômetros, e o tempo de carregamento típico dos modelos mais vendidos era de 7 a 12 horas, de acordo com a CB Insights. Isso se compara às 400 a 600 milhas que seu sedan médio a gasolina pode cobrir em um único tanque, que leva menos de 5 minutos para reabastecer.

Enquanto alguns veículos elétricos de ponta (como o Tesla mais caro) estão começando a se aproximar desse tipo de faixa, ainda leva cerca de 50 minutos para uma carga completa usando os supercarregadores mais potentes disponíveis. É muito tempo para ficar parado, se você estiver cruzando o pais em uma viagem que exige várias paradas para recarga.

O resultado é uma ansiedade por alcance, onde as pessoas se preocupam com a falta de energia e enfrentam atrasos devido ao longo tempo necessário para recarregar seus carros. Há duas maneiras de resolver o problema: construir baterias para carros elétricos de maior capacidade ou carregar as existentes mais rapidamente.

O problema das Baterias para carros elétricos

Baterias maiores são um problema complicado, porque os veículos enfrentam um ato de equilíbrio entre peso e capacidade. Após um certo ponto, o peso extra das baterias cancela o aumento de energia que elas fornecem. Há muito trabalho em baterias com melhor densidade de energia – quanta carga elas podem suportar por um peso específico – mas não há grandes avanços no horizonte.

O carregamento mais rápido também é limitado pelo fato de que bombear muita energia nas baterias em um curto período de tempo pode danificá-las. Mas uma nova pesquisa relatada em Joule mostrou que o aumento temporário da temperatura das baterias de íons de lítio durante o carregamento tornou possível carregá-las rapidamente, sem efeitos colaterais negativos.

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“Demonstramos que podemos carregar um veículo elétrico em 10 minutos a uma distância de 200 a 300 milhas”, disse Chao-Yang Wang, professor da Universidade Estadual da Pensilvânia que liderou a pesquisa, em comunicado à imprensa. “E podemos fazer isso mantendo 2.500 ciclos de carregamento, ou o equivalente a meio milhão de quilômetros de viagem.”

Sabe-se há muito tempo que o carregamento em temperaturas mais altas ajuda a evitar o acúmulo prejudicial do revestimento de lítio que ocorre durante o carregamento rápido. Mas não era aconselhável usar baterias de íon de lítio em altas temperaturas, porque isso faz com que seus materiais reajam, degradando a bateria.

Os pesquisadores descobriram, no entanto, que aquecer brevemente a bateria a 140 ° F durante o carregamento e depois esfriá-la rapidamente até a temperatura ambiente novamente contornou essas duas preocupações, criando uma bateria de longa duração que pode ser carregada a 80% em apenas 10 minutos .

Embora ainda haja um longo caminho até a bateria entrar em veículos, Clare Gray, professora da Universidade de Cambridge, disse ao Guardian que a pesquisa mostrou a importância de desafiar a sabedoria convencional.

“O ponto interessante é que isso sugere que os efeitos positivos do aquecimento – redução do revestimento de lítio – superam os consideráveis ​​processos de degradação que ocorrem a temperaturas mais altas”, disse ela.

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Ainda não se sabe se a tecnologia pode ser ampliada, e a história está repleta de projetos promissores de bateria que nunca saíram da bancada do laboratório. Os testes foram feitos com baterias muito menores do que as usadas nos carros, portanto não está claro se o aquecimento de embalagens maiores pode ter consequências imprevisíveis.

Mas a equipe está confiante e diz que agora quer reduzir o tempo de carregamento para mais cinco minutos, o que os coloca em pé de igualdade com o tempo necessário para reabastecer um carro a gasolina. Wang acha que a tecnologia estará em veículos dentro de dois a três anos.

“Se tivermos uma infraestrutura onipresente de carregamento rápido na beira da estrada, os motoristas não precisarão mais se preocupar com a faixa de cruzeiro”, disse ele ao Guardian. “Depois de percorrer 200 a 300 milhas por carga, pode-se percorrer outras 200 a 300 milhas cobrando por 10 minutos.”

Texto: Edd Gent