Nova tecnologia de baterias aumentará as vendas de eléctricos?

Tesla charging

Com a necessidade de baixar as emissões de CO2 os fabricantes de automóveis estão a investir em veículos híbridos e eléctricos, sendo que em Portugal estes tem uma vantagem fiscal acentuada. No entanto os laboratórios de empresas do sector automóvel estão a ajudar a criar novas soluções, irá a nova tecnologia de baterias aumentar as vendas deste tipo de veículos?

Com várias tecnologias de bateria ao dispor as mais comuns são as de iões de lítio, no entanto quase todos tem uma relação de amor e ódio com estas baterias, se por um lado permitiram avanços em projetos de construção de diversos automóveis. Conheça a nova tecnologia para baterias e para quando a sua chegada ao mercado.

As limitações das baterias de iões de lítio são a razão pela qual a maioria dos veículos elétricos tem uma autonomia média de pouco mais de 100 quilómetros, a exceção chama-se Model S mas custa mais de 80.000 dólares nos Estados Unidos da América, e o aparelho que usa este tipo de baterias e é mais conhecido por todos é o smartphone, que como sabemos dificilmente dura o dia todo com uma única carga.

Apesar de toda a promessa de capacidade e potencialidade as baterias de iões de lítio estas têm uma limitada utilidade a longo prazo, até porque surgiu uma novidade, a Fuji Pigment afirma que as suas novas baterias de alumínio-ar podem funcionar por até duas semanas e ser enchido com água normal…

Como funciona uma bateria de alumínio ao ar

Primeiro, algumas noções básicas, o problema com a tecnologia de baterias não é se podemos ou não construir baterias melhores, podemos construir baterias que ultrapassam em muito a tradicional de iões de lítio, por exemplo a tecnologia de célula de combustível tem 10 vezes a densidade de energia de uma bateria de iões de cobalto típico-Li.

As várias baterias de “metal-ar”, incluindo o zinco-ar, o alumínio-ar e o ar-lítio, têm algumas das mais altas densidades de energia possíveis de construir, Mas as dificuldades com a construção de alumínio-ar, em particular, têm sido a rápida degradação do eléctrodo metálico e, nos modelos iniciais da alumínio-ar, ocorreu a liberação de gás de hidrogênio.

No anúncio da Fuji Pigment faz referência para o trabalho de Ryohei Mori, e enquanto não estão disponíveis mais dados, os estudos em questão são destinados a melhorar o desempenho das baterias alumínio-ar e em conseguir prolongar as suas vidas úteis. Normalmente, as soluções de alumínio-ar começam a degradar-se imediatamente após o primeiro ciclo de carga.

De acordo com o trabalho de Mori, a criação de uma bateria de alumínio de ar secundária ao lado da principal devidamente tapada, reduziria a acumulação de subprodutos que, normalmente, evitam que a bateria funcione corretamente, a longo prazo.

Pequenos “detalhes”

A recarga de baterias de alumínio-ar requer alguma explicação, as baterias de alumínio-ar são células primárias, o que significa que não pode ser recarregada através de meios considerados convencionais. À medida que o eléctrodo de alumínio é consumido por contacto com o oxigénio é libertado um subproduto, esse material é o óxido de alumínio, que pode ser reciclado e utilizado para criar um novo eléctrodo de alumínio, é por isso que as baterias são referidas como sendo recarregáveis.

Periodicamente, o eléctrodo de alumínio terá de ser substituído, não tendo sido ainda especificado quantas vezes a bateria da Fuji Pigment iria precisar de manutenção deste tipo e qual o período entre cada troca.

Poderá a bateria alumínio-ar ser a novidade que faltava?

Como dizem popularmente “falar de novas tecnologias de baterias e anúncios de baterias milagrosas, são um centavo uma dúzia”, mas não há razão para pensar que a tecnologia Al-ar não seja viável, numa perspectiva de que poderia ser implantado nos próximos 2 a 5 anos.

Vários fabricantes estão trabalhando na tentativa de criar uma versão comercial da bateria, por exemplo a Alcoa em parceria com Phinergy iniciou o projecto em 2013 com planos para disporem de uma versão comercial em 2017.

O alumínio é abundante e relativamente barato e as baterias alumínio-ar são realmente utilizadas em aplicações militares especializadas à alguns anos, o que é importante porque significa que há experiência acumulada e as características já conhecidas podem ser aproveitadas para resolver problemas embrionários e criar capacidade adicional.

Os custos compensam?

A solução de óxido de alumínio produzido durante a operação normal da bateria terá de ser reciclado de alguma forma, mas não é claro que a substituição por água fresca seja tão eficaz como uma solução aquosa com água salgada ou haver uma necessidade específica para um tipo particular de solução que acabe onerando a operação.

O preço final também é desconhecido, embora estimativas anteriores tinham colocado o custo de um sistema de alumínio-ar a cerca de 1,10 dólares por kg de eléctrodo de alumínio. Não foi comparada em termos precisos em relação ao custo da gasolina e qual o peso do eléctrodo de alumínio necessário nessas baterias.

Segundo a equipe que realizou a análise à competitividade da utilização de baterias alumínio-ar em automóveis elétricos, mas não divulgou os valores exatos, observou apenas que fazendo a reciclagem de forma adequada colocaria as baterias alumínio-ar na mesma faixa de preço como os motores de combustão interna convencionais.

A Fuji Pigment declarou que pretende comercializar esta tecnologia ainda este ano, o que significa que podemos ver demonstrações, testes e provas no fim deste ano ou quando muito no início de 2016. Se os fabricantes de automóveis vão adotar esta tecnologia ou não, nós teremos que esperar para saber, apesar das empresas de automóveis tenderem a serem conservadores e a Tesla já jogou a sua cartada de peso na continuação da utilização de tecnologia de lítio-íon.

Foto | Andy_BB