Baterias de estado sólido. Uma tecnologia há muito esperada que pode mudar o mundo

Imagine que existe uma tecnologia que descobrimos séculos atrás e bilhões de dólares são investidos em pesquisas a fim de tirar proveito dela, mas não ... Só avançamos alguns passos no sentido de controlá-lo. São as baterias, senhores, que podem mudar a maneira como usamos diferentes dispositivos, desde ferramentas elétricas, brinquedos e laptops até dispositivos médicos e espaçonaves. Mas essa situação pode mudar nos próximos anos, e pesquisas recentes podem ser consideradas uma tecnologia revolucionária há muito esperada e, quando se espalhar, o mundo pode mudar para melhor e, mais importante, nos livrará dos combustíveis fósseis que destruíram nosso mundo.

a bateria

As baterias são dispositivos capazes de armazenar energia química e convertê-la em energia elétrica por meio de uma descarga, e consiste em quatro partes principais: o cátodo, conectado ao terminal positivo, o ânodo, conectado ao terminal negativo, uma substância contendo íons livres que formam um meio que conduz eletricidade (eletrólito) e o separador ou isolador.

O cátodo e o ânodo são os eletrodos e, para que ocorra uma corrente elétrica, os elétrons devem passar de um eletrodo para outro, neste caso, os elétrons são passados ​​do eletrodo negativo para o positivo. dois eletrodos, então, é para produzir corrente elétrica, permitindo eletrólito Fluindo íons positivos entre os eletrodos e equilibrando o fluxo de elétrons, o separador mantém os eletrodos afastados e evita qualquer contato elétrico ou problemas no circuito.

bateria de estado sólido

Há uma diferença importante entre as baterias de estado líquido, como as baterias de lítio que usamos atualmente na maioria de nossos dispositivos e as baterias de estado sólido que estão sendo desenvolvidas intensamente, que é (a substância que contém íons livres e constitui um meio eletrolítico ) onde as baterias líquidas contêm um eletrólito líquido e permitem que alguns compostos no eletrólito líquido causem o crescimento do cristal conhecido como dendritos, e a sobrecarga pode levar ao acúmulo de cristais no ânodo e, em seguida, entrar em contato com o cátodo, o que, consequentemente, leva a explosões perigosas, ao contrário dos sólidos baterias de estado que usamos atualmente, que incluem um eletrólito do tipo sólido, o que evita o crescimento desses dendritos prejudiciais, pois a bateria sólida tem maior densidade de energia, menor risco de incêndio e explosão, ocupa menos espaço e é capaz de operar em diferentes temperaturas sem qualquer problema.

Desenvolvimento de tecnologia de bateria sólida

A maioria das montadoras busca mudar para os carros elétricos e são os maiores beneficiários do desenvolvimento da tecnologia de baterias sólidas. A bateria é considerada o ponto fraco dos carros elétricos porque torna seu alcance operacional curto em comparação com os carros tradicionais, que têm um alcance isso é muitas vezes o que os carros elétricos podem alcançar, e o alcance médio de um carro elétrico é de 250 a 300 milhas (402 a 483 km) com uma carga completa e leva de 17 a 450 horas para carregar totalmente um carro, dependendo se o o carro está sendo carregado em uma estação ou usa uma tomada em casa, no entanto, espera-se que a popularidade dos veículos elétricos continue a crescer para eventualmente dominar. No setor automotivo, mas para dominar o mercado, os carros elétricos precisam estender seu alcance para pelo menos 724 milhas (XNUMX km) e permanecem acessíveis para o consumidor.

É por isso que Volkswagen, Ford, BMW, Hyundai, Toyota e até mesmo o fundador da Microsoft, Bill Gates, investiram bilhões de dólares em pesquisas para desenvolver baterias sólidas, e a empresa apoiada por Bill Gates conhecida como QuantumScape fabrica baterias sólidas com camadas de cerâmica capazes de operar em diferentes temperaturas, enquanto a Toyota pretende lançar um número limitado de carros equipados com baterias sólidas até 2025.

Baterias de estado sólido do tamanho de um grão de arroz

Além disso, o físico ganhador do Prêmio Nobel e inventor da bateria de lítio e da memória usada em computadores, “John GoodenoughUma patente para uma bateria sólida de vitrocerâmica que é estável, não inflamável, fornece carregamento mais rápido e pode armazenar três vezes mais energia do que uma bateria de íon de lítio conhecida. Ela tem 2000 ciclos de carga e descarga e opera em uma faixa de temperatura entre - 4 ° F e 140 ° F (-20 ° C e 60 ° C).

Samsung funciona com baterias sólidas

 Se olharmos para os desenvolvimentos que Alcançado pela Samsung No campo das baterias de estado sólido, acreditamos que eles são capazes de desenvolver uma bateria que pode ser carregada e descarregada mais de 1000 vezes com um alcance de 500 milhas (805 km) por carga, com uma vida útil de 500000 milhas, o tempo todo ser capaz de operar com eficiência em temperaturas extremas.

Por fim, as grandes empresas estão cooperando no campo da pesquisa e desenvolvimento para que a bateria de estado sólido esteja ao nosso alcance, e podemos ver isso daqui a vários anos, mas quando aparecer, vai revolucionar tudo porque não é só confiável em carros elétricos, mas estará em tudo a partir de dispositivos médicos, smartphones e até naves espaciais.

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