Com o intuito de contribuir com a transição energética e evitar a ameaça das mudanças climáticas, uma equipe de pesquisadores do MIT está trabalhando para aproveitar a combustão e produzir materiais valiosos, incluindo alguns que são mais críticos na fabricação de baterias de íon de lítio.
De acordo com do MIT News, foi pensando na combustão que a professora assistente no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, Sili Deng lidera um grupo que, entre outras coisas, desenvolve modelos teóricos para ajudar a entender e controlar sistemas de combustão para torná-los mais eficientes e controlar a formação de emissões, incluindo partículas de fuligem.
“Então pensamos, considerando nossa experiência em combustão, qual é a melhor maneira de contribuir para a transição energética?”, questiona Deng. Ao considerar as possibilidades, ela observa que a combustão se refere apenas ao processo – não ao que está queimando. “Embora geralmente pensemos em combustíveis fósseis quando pensamos em combustão, o termo 'combustão' abrange muitas reações químicas de alta temperatura que envolvem oxigênio e, normalmente, emitem luz e grandes quantidades de calor”, diz ela.
Melhorando baterias de íon de lítio e reduzindo os custos
A demanda por baterias de íon-lítio deve disparar nas próximas décadas, segundo o MIT. As baterias serão necessárias para alimentar a crescente frota de carros elétricos e para armazenar a eletricidade produzida pelos sistemas solar e eólico.
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Alguns especialistas projetam que a demanda global por baterias de íon-lítio pode aumentar dez vezes ou mais na próxima década. Dadas essas projeções, muitos pesquisadores estão procurando maneiras de melhorar a tecnologia da bateria de íon-lítio. Deng e seu grupo não são cientistas de materiais, então eles não se concentram em fazer novos e melhores produtos químicos para baterias. Em vez disso, seu objetivo é encontrar uma maneira de reduzir o alto custo de fabricação de todas essas baterias. E grande parte do custo de fabricação de uma bateria de íon-lítio pode ser atribuída à fabricação de materiais usados para fabricar um de seus dois eletrodos – o cátodo.
As pesquisadoras do MIT começaram sua busca por economia de custos considerando os métodos agora usados para produzir materiais catódicos. As matérias-primas são normalmente sais de vários metais, incluindo o lítio, que fornece íons – as partículas eletricamente carregadas que se movem quando a bateria é carregada e descarregada.
A tecnologia de processamento visa produzir minúsculas partículas, cada uma formada por uma mistura desses ingredientes, com os átomos dispostos na estrutura cristalina específica que dará o melhor desempenho na bateria finalizada.
Uma nova maneira de fazer um material de cátodo de alto desempenho
Deng observa que todos os componentes de seu sistema integrado já são usados na indústria, geralmente em grande escala e com alta taxa de fluxo. “É por isso que vemos um grande potencial para que nossa tecnologia seja comercializada e ampliada”, diz ela. “Onde nossa experiência entra em ação é no projeto da câmara de combustão para controlar a temperatura e a taxa de aquecimento, de modo a produzir partículas com a morfologia desejada”.
