14 de fev de 2014

Cientistas descobrem material para produzir baterias de lítio que não explodem

Os relatos de celulares ou laptops que explodem não são muito frequentes, mas assustam toda vez que aparecem. 

O que muita gente não sabe é que, na maioria esmagadora das vezes, o problema tem origem na bateria. Felizmente, um grupo de cientistas fez uma descoberta que poderá reduzir drasticamente o risco de explosões neste componente.

Por padrão, as baterias atuais são baseadas em lítio. Este material é tão comum para este fim que, além de celulares e outros dispositivos móveis, pode ser encontrado até mesmo nas baterias de carros elétricos ou mesmo aviões.

O risco de explosões aparece no eletrólito. Esta substância tem o indispensável papel de conduzir eletricidade e, para ganhar tal capacidade, é submetida a um solvente. O problema é que este último material é altamente inflamável.

Os fabricantes sabem disso e, assim, tomam o cuidado de produzir baterias devidamente seladas e que atendem a diversos outros parâmetros de segurança. É por isso que, dada a quantidade de aparelhos fabricados todos os dias, os casos de explosão são proporcionalmente muito pequenos.

Quando ocorrem, normalmente estão ligados a defeitos de fabricação ou a fatores externos que alteram as propriedades originais da bateria, embora também exista a possibilidade, ainda que remota, de combustão espontânea.

Um destes fatores são quedas ou golpes contra o aparelho que acabam perfurando a bateria. Outro é o aquecimento excessivo provocado pela proximidade a fontes de calor ou pelo uso de um carregador não apropriado à bateria, por exemplo.

Bateria explodida
Estas e outras situações podem levar ao rompimento de uma célula da bateria que, por sua vez, pode atingir outra, criando um efeito “dominó”. Na maioria das vezes, estes danos farão com que a bateria estufe, no máximo, mas dadas as propriedades altamente inflamáveis dos solventes, sempre haverá o risco de incêndio.

A solução, portanto, soa óbvio até para quem não é químico ou físico: substituir o solvente por um material não inflamável. Há várias linhas de pesquisa para este fim, mas a indústria não tem tido sucesso na obtenção de um substituto à altura. Até agora, pelo menos.

Enquanto estudava o uso de um polímero de nome “perfluoropoliéter” (PFPE) nos cascos de navios para evitar que mariscos grudem ali (um problema sério na indústria naval), o cientista Joseph DeSimone, da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, notou propriedades que poderiam fazer com que o material fosse usado como solvente.

Para comprovar, o passo seguinte consistiu em dissolver sal de lítio em PFPE. Para a surpresa de DeSimone e sua equipe, ambos os materiais se misturaram, resultando em condutividade elétrica. Os resultados do estudo foram publicados aqui.

A empolgação causada pela descoberta vem do fato de o PFPE ser um material não inflamável, tanto que seu uso é muito comum na lubrificação de maquinário industrial.
Ainda vai demorar para encontrarmos baterias de lítio com PFPE, se é que isto irá acontecer, mas os esforços estão orientados para este sentido: os cientistas tentam agora descobrir como melhorar a condutividade do eletrólito e quantos ciclos de recarga o material poderá suportar.


Com informações: ExtremeTech