Cientistas anunciaram uma descoberta revolucionária na compreensão do funcionamento das baterias, afirmando que isso poderá levar a "saltos significativos" na melhoria do seu desempenho no futuro.
Pesquisadores das Universidades de Dundee e Warwick, no Reino Unido, identificaram pela primeira vez o papel fundamental do oxigênio no armazenamento e na liberação de energia em baterias.
Anteriormente, acreditava-se que, durante o processo de carregamento, a maior parte da atividade ocorria nos elementos metálicos dentro da bateria, como níquel, cobalto ou ferro, e que o oxigênio na bateria era "passivo".
No entanto, de acordo com os pesquisadores, a modelagem computacional avançada e os experimentos de laboratório mostraram que o oxigênio desempenha um papel muito mais ativo no processo de carga e descarga.
Eles afirmaram que as descobertas podem levar ao desenvolvimento de baterias para eletrônicos e veículos que carregam mais rápido, duram mais e são mais seguras para uso.
«Pessoas em todo o mundo estão cada vez mais dependentes de tecnologias de energia renovável e sistemas avançados de armazenamento de energia, desde os telefones celulares em nossos bolsos até os carros que dirigimos», disse o Dr. Hrishit Bannerjee, físico teórico da Faculdade de Ciências, Engenharia e Negócios da Universidade de Dundee.
«"Isso tornou cada vez mais importante a compreensão das tecnologias subjacentes aos processos eletrônicos nos materiais das baterias. Esta pesquisa é crucial e nos dá novas perspectivas sobre como as baterias funcionam em um nível fundamental.".
O estudo comparou os dois principais tipos de cátodos de baterias de íon-lítio usados atualmente: fosfatos e óxidos em camadas.
Em conjunto, esses tipos de baterias são utilizados em uma ampla variedade de aplicações, incluindo veículos elétricos e eletrônicos portáteis, como celulares e laptops.
O estudo descobriu que, embora os fosfatos apresentassem pouca participação do oxigênio, os óxidos em camadas mostraram extração "significativa" de elétrons do oxigênio.
«"Ao aprimorarmos nossa compreensão do que acontece no menor nível atômico dentro das baterias, podemos dar grandes passos para melhorar seu desempenho em condições reais", disse o Dr. Bannerjee.
«"As tecnologias atuais são limitadas pela nossa compreensão dos princípios físicos básicos de como e por que as baterias falham com o tempo. Esse conceito geral nos ajudará a desenvolver baterias com uma vida útil significativamente maior.".
Os resultados completos do estudo foram publicados na revista Nature Nanotechnology.