Por muitas décadas, os cientistas têm procurado maneiras de usar com segurança o poderoso, mas inflamável, lítio puro nas baterias.
John Goodenough , o pai de 94 anos de idade das baterias de íons de lítio, afirma ter encontrado uma nova solução.
O cientista e sua equipe da Universidade do Texas em Austin
desenvolveram as primeiras células de bateria de estado sólido que poderiam levar a um carregamento mais rápido e seguro da bateria, além de torná-las mais duráveis.
Se isso for verdade, a invenção pode permitir que carros elétricos competam com preços convencionais, além de prolongar a vida útil de dispositivos móveis e elementos estacionários de armazenamento de energia. A incrível solução descrita em um artigo de Goodenough e seus três co-autores atraiu grande interesse das principais publicações científicas e técnicas. Segundo ele, uma bateria desse tipo pode armazenar de 5 a 10 vezes mais energia que as baterias de íon-lítio convencionais. No entanto, os cientistas começaram a fazer perguntas sobre a capacidade de economizar tanta energia e, ao mesmo tempo, não violar as leis básicas da termodinâmica.
Goodenough relatou que em sua célula de bateria foi alcançado um aumento de 10 vezes na densidade de energia em um experimento e um aumento de 3 vezes em outro. Em um dos testes subsequentes, foi alcançado um aumento de 30 vezes - 8,5 kWh / kg. Ao mesmo tempo, ele não precisava de materiais exóticos caros - o cientista e sua equipe administravam com sódio e enxofre. Se Gudenaf conseguir eliminar as dúvidas da comunidade científica, sua bateria poderá ser amplamente utilizada.
Não surpreendentemente, o trabalho de Goodenough e sua equipe causou empolgação entre os representantes da ciência. Em 28 de fevereiro, a Universidade do Texas anunciou que os cientistas criaram uma maneira de incorporar um ânodo de lítio ou sódio puro, que, devido ao seu potencial energético, é o principal objetivo há décadas. O principal fator que permitiu que isso acontecesse foi o uso do vidro como eletrólito, que conectou os dois eletrodos da bateria e facilitou o movimento dos íons para gerar eletricidade.
No entanto, outros pesquisadores líderes nessa área estavam céticos em relação à descoberta de Gudenaf. Eles têm certeza de que, se você estudar cuidadosamente o estudo, ficará claro que o cientista questiona as leis da termodinâmica, que são fundamentais para o desenvolvimento de baterias por mais de meio século.
A longa carreira de Gudenaf definiu a moderna indústria de baterias. Os pesquisadores acreditam que suas medidas são precisas. Mas ninguém, exceto Gudenaf e seus colegas, parece ter entendido seu novo conceito. A comunidade de pesquisa não quer desafiar abertamente a pessoa que determinou o desenvolvimento da indústria. "Se alguém tivesse publicado esse artigo, dificilmente seria capaz de encontrar palavras educadas", disse Daniel Steingart, professor da Universidade de Princeton.
Goodenough não responde às cartas, mas em uma declaração publicada no site da Universidade do Texas, onde continua trabalhando, ele disse: “Acreditamos que nossa descoberta resolve muitos dos problemas inerentes às baterias modernas. Custo, segurança, densidade de energia, nível de carga, descarga e ciclo de vida são críticos para veículos movidos a bateria, que até agora não podem ser amplamente utilizados. ” Além disso, Helena Braga, principal autora do estudo, diz em cartas de resposta que a invenção da equipe realmente funciona.
Apesar de todos os seus méritos, seu último trabalho surpreendeu a comunidade científica. O artigo não diz como uma nova invenção do Gudenaf pode armazenar energia? As leis bem conhecidas da física do estado sólido determinam que, para obter energia de diferentes materiais, é necessário produzir reações eletroquímicas diferentes em dois eletrodos opostos. Essa diferença cria tensão, permitindo que a energia seja conservada.
Mas as células da bateria de Gudenaf e sua equipe consistem em lítio ou sódio puro nos dois lados. Portanto, a tensão deve ser zero. O cientista relata que a densidade de energia aumenta várias vezes em comparação com as baterias convencionais. De onde vem a energia se não houver reação nos eletrodos? No trabalho científico, essa pergunta não foi respondida.
O professor Steingart
conduziu uma análise do trabalho de Goodenough e chamou a energia oculta no elemento "habilidade anômala". E ele também pergunta se o oxigênio vazou para as células da bateria, o que poderia inadvertidamente criar uma bateria de lítio-ar, o que explicaria essa densidade de energia. As baterias de ar de lítio são o segundo Santo Graal da ciência, ainda mais ilusório que um ânodo de lítio puro. Ninguém conseguiu criar um elemento que durasse mais do que vários ciclos.
Helena Braga, por sua vez, nega a explicação “lítio-ar”, insistindo que suas células da bateria são sólidas. Ela também observa que durante o experimento a bateria durou centenas de ciclos - mais do que qualquer bateria recarregável de íons de lítio.
Por quase quatro décadas, Goodenough tem sido uma figura-chave no mundo das baterias modernas. Em 1980, ele inventou o cátodo de óxido de cobalto e lítio, que foi colocado à venda em 1991. No entanto, desde então, essas baterias que são comercializadas massivamente deixam muito a desejar. A tecnologia moderna de baterias é um sério obstáculo ao desenvolvimento de futuras tecnologias, incluindo a produção em massa de veículos elétricos. As baterias são caras demais e demoram muito para serem carregadas.