Sem dúvida, todos nós nos beneficiaríamos com uma maior duração da bateria em nossos laptops, híbridos e outros dispositivos portáteis. Infelizmente, o atual bateria de íon de lítio (LIB) atingiu praticamente o seu potencial, e a única maneira de aumentar o tempo de funcionamento desconectado dos nossos dispositivos portáteis é fabricar baterias maiores. No entanto, esta dificilmente é uma solução viável numa indústria onde equipamentos mais leves e mais enxutos são altamente desejáveis. Precisamos de algo novo; uma forma de aumentar significativamente a capacidade de armazenamento sem ter que fabricar dispositivos de armazenamento de energia maiores.
Vídeos recomendados
Recentemente, o Laboratório Nacional do Noroeste Pacífico do Departamento de Energia surgiu com uma nova versão da bateria de íons de lítio que pode armazenar “pelo menos” duas vezes mais energia que uma bateria híbrida convencional ou de laptop. Neste caso, o método envolve a utilização de um silício tipo esponja. Outros “avanços” propostos no aprimoramento da bateria foram feitos, mas podem ou não acontecer e, na melhor das hipóteses, estão a anos de distância. No entanto, este não é apenas altamente plausível, mas também relativamente fácil de implementar.
Por que silício?
Atualmente, quase todos os LIBs utilizam eletrodos de grafite no armazenamento e descarga de energia. Esses LIBs convencionais armazenam até 10 vezes menos energia do que os eletrodos à base de silício são capazes. Embora as fórmulas matemáticas sejam complexas, num mundo perfeito, uma bateria à base de silício forneceria 10 vezes mais energia. No entanto, considerando tudo o mais que requer consideração, como a química da bateria, os eletrodos de silício (às vezes chamados ânodos) pode duplicar ou possivelmente triplicar a capacidade de armazenamento de energia em relação ao padrão atual.
Um problema com o uso do silício no passado era que ele absorveria muitos íons de lítio. (eles são necessários para armazenar e ajudar a gerar energia), muitas vezes expandindo até 400% em massa durante carregando. Isso, como você pode imaginar, causou todos os tipos de problemas, incluindo (mas não se limitando a) fratura do compartimento da bateria. Era simplesmente impraticável - até que o Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia criou um eletrodo de silício apelidado de “esponja de silicone mesoporosa”que se expande apenas em 30 por cento viáveis.
Em termos simples, a esponja de silício mesoporosa é um pedaço de silício perfurado com furos. Ao absorver íons de lítio, em vez de se expandir para fora, o silício aumenta sua massa preenchendo os buracos. Com o limite de expansão de 30 por cento, o eletrodo à base de silício contém uma concentração de energia de cerca de 750 mAh por grama, ou aproximadamente o dobro dos eletrodos à base de grafite. Além disso, os eletrodos de silício provaram ser resistentes – a bateria do protótipo manteve 80% de sua capacidade após 1.000 cargas.
Quando veremos essas novas baterias?
O próximo passo lógico do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia seria construir um protótipo maior – talvez algo grande o suficiente para alimentar um dispositivo móvel convencional. Enquanto isso, enquanto esperamos que os cientistas do governo continuem desenvolvendo a tecnologia, uma empresa iniciante do Vale do Silício chamada “Amprio”está atualmente trabalhando para desenvolvê-los e comercializá-los também.
É verdade que as taxas de absorção de energia de íons de lítio à base de silício do Amprius são muito mais baixas (apenas 10-50% mais armazenamento de energia do que o grafite), mas até agora o Os resultados têm sido suficientemente encorajadores para sugerir que o silício poderia muito bem desempenhar um papel importante na alimentação dos nossos dispositivos de computação móvel – e, talvez, breve.
Recomendações dos Editores
- Como cuidar da bateria do seu laptop e prolongar sua vida útil
Atualize seu estilo de vidaDigital Trends ajuda os leitores a manter o controle sobre o mundo acelerado da tecnologia com as últimas notícias, análises divertidas de produtos, editoriais criteriosos e prévias únicas.
