Bateria de lítio à prova de fogo

Bateria de lítio à prova de fogo

Pesquisadores de universidade norte-americana criam filtro feito com nanocamada de cobre que avisa quando há risco de a fonte de energia entrar em curto-circuito e ficar superaquecida

» Vilhena Soares
postado em 19/11/2014 00:00
Não são tão raros os casos de equipamentos eletrônicos que pegam fogo. As chamas surgem e tomam conta de objetos usados rotineiramente, como celulares e laptops, colocando em risco a integridade dos usuários. O problema está na estrutura da bateria de lítio, responsável por fornecer energia a muitos desses dispositivos portáteis. Ela é inflamável e pode se tornar uma ameaça quando superaquecida. Para evitar esse tipo de acidente, pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram uma tecnologia que consegue detectar a situação de perigo antes que o aparelho entre em combustão. Com a nova técnica, acreditam, a vulnerabilidade da bateria de lítio ao aquecimento será extinta.

;Nosso objetivo é criar um sistema de alerta que, ao visar precocemente do risco de queima, possa salvar vidas;, diz Yi Cui, professor associado de Engenharia na Universidade de Stanford e um dos autores do estudo, em um comunicado à imprensa. Esse tipo de bateria pode pegar fogo quando vazam íons de lítios dos dois eletrodos que a compõem: o ânodo e o cátodo, separados por uma espécie de filtro. Os íons podem obstruir o separador, causando curtos-circuitos e explosões.

Para tornar o sistema usado atualmente mais seguro, os pesquisadores adicionaram ao filtro uma nanocamada de cobre. A cobertura é capaz de alertar ao sistema da bateria se os átomos com deficit ou excesso de elétrons ultrapassaram os dois eletrodos que compõem o sistema. ;A sobrecarga provoca a saída dos íons de lítio que se acumulam, formando cadeias de lítio chamadas dendrites. Elas podem penetrar o separador poroso e, eventualmente, entrar em contato com o cátodo, fazendo com que a bateria tenha uma curta duração e possa entrar em curto-circuito;, explica Cui.

;A camada de cobre age como um sensor que permite medir a diferença de potencial entre o ânodo e o separador. Quando os dendritos crescem o suficiente para atingir o revestimento de cobre, ela permite que você saiba. É um aviso de que a bateria deve ser removida antes que os dendritos cheguem ao cátodo e causem um curto-circuito;, completa a estudante Denys Zhuo, coautora do estudo.

Os cientistas destacam que, além do alerta de perigo, o novo filtro não interfere no funcionamento da bateria. ;O revestimento de cobre sobre o separador de polímero é de apenas 50 nanômetros de espessura, cerca de 500 vezes mais fino do que o próprio separador. Adicionando essa fina camada condutora não se altera o desempenho, mas se pode fazer uma diferença enorme quanto à segurança;, assegura Yi Cui.

Denys Zhuo detalha as possibilidades de aviso a partir da nova solução tecnológica. ;Você pode ter uma mensagem no telefone informando que a bateria precisa ser substituída. Isso daria tempo. Quando você vê fumaça ou fogo tem que desligar imediatamente. Nem sempre, porém, há tempo para escapar;, ilustra.

Descuidos
Ricardo Serudo, professor do curso de engenharia química da Universidade do Estado de Amazonas (UEA), acredita que o trabalho dos pesquisadores de Stanford é importante para a segurança dos usuários de aparelhos eletrônicos. Apesar de esses aparelhos fazerem parte do cotidiano de um número cada vez maior de pessoas, falta consciência sobre os riscos que eles oferecem. Não é recomendado, por exemplo, falar no aparelho celular enquanto ele estiver carregando. ;Gera sobrecarga e ele pode queimar;, explica Serudo. ; As baterias de lítio são muito utilizadas pela capacidade de armazenamento, mas é preciso ter cuidado já que são inflamáveis e muitas pessoas não têm noção disso.;

Yi Cui ameniza os riscos ressaltando que a probabilidade de um grande acidente acontecer devido à explosão de um dispositivo portátil é pequena. ;A chance de uma coisa ruim como essa acontecer é, talvez, de uma em 1 milhão. Ainda assim, é um grande problema se considerarmos que centenas de milhões de computadores e telefones celulares são vendidos a cada ano. Queremos reduzir as chances de um incêndio de bateria para uma em 1 bilhão ou mesmo a zero;, destaca.

Carros elétricos
Além de tentar acabar com os acidentes causados pelo superaquecimento, a equipe de Stanford se motivou em aperfeiçoar a bateria de lítio porque ela faz parte também de projetos de carros elétricos. ;Como o mercado desses veículos tem se expandido, isso (o risco de explosão) vai se tornar um problema muito maior;, destaca Denys Zhuo. Segundo Ricardo Serudo, desenvolvedores tinham dificuldade para usar essa fonte de energia porque ela demorava muito para ser carregada. ;Como isso foi solucionado, se também resolvermos o risco de incêndio, usá-las poderá ser muito valioso.;

O professor brasileiro destaca ainda que a área de pesquisas voltadas para a criação e o aperfeiçoamento de baterias está em franca evolução devido ao aumento das demandas da vida moderna. ;É uma área muito promissora. Há algum tempo, já temos notado que o setor de armazenamento de energia precisa de modificações, os aparelhos eletrônicos evoluíram, mas as baterias continuaram no mesmo patamar, carregam devagar ou oferecem riscos. Projetos focados nessas questões devem continuar crescendo motivados por tantas necessidades;, completa.

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