{"id":148936,"date":"2021-07-01T13:30:40","date_gmt":"2021-07-01T16:30:40","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=148936"},"modified":"2021-06-30T20:37:21","modified_gmt":"2021-06-30T23:37:21","slug":"carregar-carros-eletricos-demora-quando-sera-tao-rapido-quanto-encher-o-tanque","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/carregar-carros-eletricos-demora-quando-sera-tao-rapido-quanto-encher-o-tanque\/","title":{"rendered":"Carregar carros el\u00e9tricos demora. Quando ser\u00e1 t\u00e3o r\u00e1pido quanto encher o tanque?"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Os longos tempos de carregamento de baterias desanimam eventuais clientes de carros el\u00e9tricos, mas novos estudos cient\u00edficos indicam que \u00e9 poss\u00edvel uma recarga r\u00e1pida.<\/h2>\n

Os ve\u00edculos el\u00e9tricos est\u00e3o\u00a0se popularizando<\/a>\u00a0rapidamente, mas alguns poss\u00edveis compradores ainda hesitam. Um dos principais motivos \u00e9 a recarga lenta dos ve\u00edculos el\u00e9tricos. Enquanto os motoristas de hoje est\u00e3o acostumados a abastecer seus tanques de combust\u00edvel em menos de cinco minutos, os ve\u00edculos el\u00e9tricos, a depender do tamanho e das especifica\u00e7\u00f5es da bateria, normalmente levam ao menos 30 minutos para obter 80% de carga nas\u00a0esta\u00e7\u00f5es de recarga mais r\u00e1pidas<\/a>\u00a0existentes.<\/p>\n

Entre cinco e 10 anos, entretanto, pode ser poss\u00edvel uma recarga muito mais \u00e1gil. Empresas est\u00e3o desenvolvendo\u00a0novos materiais de bateria de \u00edons de l\u00edtio<\/a>, bem como\u00a0novas baterias de \u201cestado s\u00f3lido\u201d<\/a>, mais est\u00e1veis a velocidades de recarga mais r\u00e1pidas. Com isso, seria poss\u00edvel fazer recargas em 20 minutos, no m\u00e1ximo.<\/p>\n

Enquanto isso, uma equipe de cientistas\u00a0projetou recentemente<\/a>\u00a0um prot\u00f3tipo de bateria de l\u00edtio que, em condi\u00e7\u00f5es de laborat\u00f3rio, pode recarregar mais de 50% de sua capacidade em apenas tr\u00eas minutos \u2014 e pode repetir esse feito milhares de vezes sem uma degrada\u00e7\u00e3o significativa. Segundo pesquisadores, isso permitiria que baterias pudessem ser recarregadas por completo em apenas 10 minutos.<\/p>\n

No entanto ainda h\u00e1 desafios cient\u00edficos e de engenharia a serem superados antes que as baterias de ve\u00edculos el\u00e9tricos de recarga ultrarr\u00e1pida sejam tecnicamente vi\u00e1veis e acess\u00edveis. E alguns especialistas questionam se os ve\u00edculos el\u00e9tricos com uma recarga t\u00e3o r\u00e1pida seriam algo realmente a ser almejado \u2014 ao menos com a rede el\u00e9trica atual.<\/p>\n

Carregamento<\/h3>\n

As baterias dentro dos ve\u00edculos el\u00e9tricos atuais s\u00e3o compostas por milhares de c\u00e9lulas de \u00edons de l\u00edtio com capacidade de armazenar e liberar energia milhares de vezes. Cada uma dessas c\u00e9lulas \u00e9 constitu\u00edda por dois eletrodos \u2014 um c\u00e1todo de metal e um \u00e2nodo de grafite \u2014 separados por um eletr\u00f3lito l\u00edquido. Quando a bateria \u00e9 carregada, os \u00edons de l\u00edtio atravessam o l\u00edquido do c\u00e1todo ao \u00e2nodo, preenchendo os espa\u00e7os entre as camadas de grafite, como blocos de madeira\u00a0no jogo de equil\u00edbrio torre Jenga<\/a>.<\/p>\n

A velocidade com que os \u00edons de l\u00edtio se deslocam do c\u00e1todo ao \u00e2nodo determina o tempo em que a bateria \u00e9 carregada. Mas, assim como se apressar ao montar blocos em uma torre Jenga pode deixar a estrutura inst\u00e1vel, se o l\u00edtio for for\u00e7ado ao \u00e2nodo r\u00e1pido demais, podem surgir problemas.<\/p>\n

Sob altas velocidades de recarga, as baterias de l\u00edtio podem superaquecer, causando sua degrada\u00e7\u00e3o com o tempo. Ainda mais problem\u00e1tico seria o ac\u00famulo de l\u00edtio na superf\u00edcie do \u00e2nodo em vez de em seu interior, um fen\u00f4meno conhecido como\u00a0camada de deposi\u00e7\u00e3o de l\u00edtio<\/a>, o que pode reduzir drasticamente a capacidade da bateria e ainda fazer com que os dep\u00f3sitos de l\u00edtio acabem formando estruturas semelhantes a filamentos conhecidas como dendritos. Quando come\u00e7am a se formar, esses dendritos podem atravessar o eletr\u00f3lito, alcan\u00e7ar o c\u00e1todo e criar um curto-circuito, fazendo com que a bateria pegue fogo ou exploda.<\/p>\n

\u201cObviamente, \u00e9 um risco de seguran\u00e7a\u201d, afirma\u00a0Peter Slater<\/a>, professor de qu\u00edmica de materiais da Universidade de Birmingham, no Reino Unido.<\/p>\n

Devido aos problemas com a recarga r\u00e1pida, todas as baterias de ve\u00edculos el\u00e9tricos possuem limites incorporados de velocidade de recarga definidos pelas portas de carga a bordo do carro. Uma esta\u00e7\u00e3o de recarga r\u00e1pida de\u00a0350 quilowatts<\/a>\u00a0\u2014 o carregador p\u00fablico mais potente dispon\u00edvel nos Estados Unidos atualmente \u2014 pode,\u00a0em tese<\/a>, carregar uma\u00a0bateria de 95 quilowatt-hora<\/a>\u00a0de um SUV Audi E-tron em 16 minutos em m\u00e9dia. Mas a bateria em si consegue suportar apenas cerca de\u00a0150 quilowatts<\/a>\u00a0de pot\u00eancia, no m\u00e1ximo, o que, na pr\u00e1tica, aumenta seu tempo limite de recarga para perto de 40 minutos.<\/p>\n

A velocidade exata de recarga de uma bateria no mundo real n\u00e3o depende apenas do carregador ou de quantos quilowatts de energia a bateria foi projetada para suportar, mas tamb\u00e9m do tamanho da bateria, de como \u00e9 carregada e\u00a0at\u00e9 mesmo do clima<\/a>. Ainda assim, as esta\u00e7\u00f5es de recarga r\u00e1pida de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o geralmente podem deixar a carga da bateria de um ve\u00edculo el\u00e9trico\u00a080%<\/a>\u00a0completa<\/a>, oferecendo centenas de quil\u00f4metros de autonomia, em cerca de 30 minutos (ao completar 80% da carga, a velocidade de carregamento \u00e9 reduzida para evitar que a bateria seja danificada). Os propriet\u00e1rios de Teslas podem visitar uma\u00a0esta\u00e7\u00e3o de supercarregamento<\/a>\u00a0que carrega em 15 minutos o suficiente para dirigir por cerca de 320 quil\u00f4metros.<\/p>\n

Um futuro de recargas ultrarr\u00e1pidas?<\/h3>\n

Embora uma recarga de 15 minutos para 320 quil\u00f4metros seja r\u00e1pida, est\u00e1 longe de se equiparar ao abastecimento de apenas cinco minutos nos postos de combust\u00edveis. Talvez aqueles que t\u00eam a expectativa de carregar um ve\u00edculo el\u00e9trico em um tempo semelhante prefiram esperar a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de tecnologias de baterias.<\/p>\n

Uma op\u00e7\u00e3o para produzir uma bateria de \u00edons de l\u00edtio capaz de carregar com seguran\u00e7a ainda mais r\u00e1pido \u00e9 utilizar materiais de \u00e2nodo alternativos. Por exemplo, a\u00a0startup<\/em>\u00a0Echion technologies<\/a>, no Reino Unido, desenvolveu um \u00e2nodo de ni\u00f3bio que n\u00e3o provoca deposi\u00e7\u00e3o de l\u00edtio ou forma\u00e7\u00e3o de dendritos. As baterias produzidas com esse material podem ser carregadas \u201cbastante r\u00e1pido\u201d, conta\u00a0Jean De La Verpilliere<\/a>, presidente da\u00a0startup<\/em>. Seu prot\u00f3tipo de c\u00e9lulas de baterias para ve\u00edculos el\u00e9tricos pode ser carregado em seis minutos \u201csem afetar a seguran\u00e7a nem a vida \u00fatil da bateria\u201d, afirma ele.<\/p>\n

No entanto essa carga r\u00e1pida tem seu pre\u00e7o: os \u00e2nodos de ni\u00f3bio armazenam menos energia por unidade de massa em compara\u00e7\u00e3o com os tradicionais de grafite. Como os fabricantes de ve\u00edculos el\u00e9tricos geralmente priorizam baterias com alta densidade de energia (que podem durar mais tempo com uma \u00fanica carga) em detrimento das baterias de recarga ultrarr\u00e1pida, a Echion atualmente busca outros mercados para suas baterias, como armazenamento de energia da rede el\u00e9trica e ferramentas el\u00e9tricas. De La Verpilliere prev\u00ea que, algum dia, uma vers\u00e3o dessas baterias poder\u00e1 ser empregada por frotas de ve\u00edculos que n\u00e3o possam parar para recarregar por ser caro demais \u00e0 empresa.<\/p>\n

Para motoristas individuais que buscam um aproveitamento maior de seus quilowatts, os novos desenvolvimentos de baterias de estado s\u00f3lido s\u00e3o promissores. Nessas baterias, os \u00edons de l\u00edtio atravessam um eletr\u00f3lito s\u00f3lido, geralmente de cer\u00e2mica, em vez de l\u00edquido. Como os eletr\u00f3litos l\u00edquidos s\u00e3o inflam\u00e1veis, a bateria \u00e9 mais segura. Essas baterias tamb\u00e9m permitem o uso de diferentes materiais de \u00e2nodo, que s\u00e3o mais resistentes \u00e0 deposi\u00e7\u00e3o de l\u00edtio e que, portanto, podem ser carregados mais rapidamente.<\/p>\n

A\u00a0Solid Power<\/a>, empresa que desenvolve baterias de estado s\u00f3lido com financiamento do\u00a0Grupo BMW e da Ford<\/a>, est\u00e1 desenvolvendo uma c\u00e9lula de bateria de \u00e2nodo de sil\u00edcio que, segundo\u00a0Joshua Buettner-Garrett<\/a>,\u00a0diretor de tecnologias da empresa, pode ser carregada a meia carga em 15 minutos e que est\u00e1 prevista para ser totalmente carregada em 20 minutos em sua vers\u00e3o comercial. A empresa tamb\u00e9m desenvolve baterias com \u00e2nodos de metal de l\u00edtio, que podem armazenar\u00a0dez vezes mais energia<\/a>\u00a0por unidade de massa do que o grafite.<\/p>\n

Em um projeto de estado s\u00f3lido, as baterias de metal de l\u00edtio poderiam, teoricamente, ser carregadas bastante r\u00e1pido. Na pr\u00e1tica, entretanto, tamb\u00e9m est\u00e3o\u00a0propensas a formar dendritos, apresentando defeitos rapidamente, sobretudo sob altas velocidades de recarga. Baterias de metal de l\u00edtio de recarga r\u00e1pida seriam o principal objetivo das baterias de ve\u00edculos el\u00e9tricos de alto desempenho, mas \u201cainda est\u00e3o em desenvolvimento\u201d, observa Buettner-Garrett.<\/p>\n

Novas pesquisas podem fazer com que essas superbaterias estejam mais perto de se tornar realidade. Recentemente, uma equipe liderada por Xin Li, cientista de materiais da Universidade de Harvard, projetou uma c\u00e9lula de bateria de metal de l\u00edtio de estado s\u00f3lido que\u00a0utiliza<\/a>\u00a0diferentes camadas de materiais no eletrodo para impedir o aparecimento de dendritos de l\u00edtio. Na revista cient\u00edfica\u00a0Nature<\/em>, a equipe descreveu um\u00a0prot\u00f3tipo de bateria<\/a>\u00a0que poderia ser carregada em apenas tr\u00eas minutos, preservando mais de 80% de sua capacidade ap\u00f3s 10 mil ciclos (as baterias comuns de ve\u00edculos el\u00e9tricos degradam em uma extens\u00e3o semelhante depois de mil a dois mil ciclos).<\/p>\n

As pesquisas ainda est\u00e3o em est\u00e1gio inicial. A equipe precisa demonstrar que \u00e9 poss\u00edvel expandir a escala de produ\u00e7\u00e3o da bateria, atualmente do tamanho de uma moeda, e produzi-la em massa para uso em autom\u00f3veis.<\/p>\n

Li afirma que uma vers\u00e3o comercial dessa bateria ser\u00e1 poss\u00edvel em cerca de cinco anos \u201cna melhor das hip\u00f3teses\u201d.<\/p>\n

Se as vantagens do metal de l\u00edtio puderem ser aproveitadas, afirma Venkat Viswanathan, engenheiro da Universidade Carnegie Mellon, cujo laborat\u00f3rio tamb\u00e9m desenvolve baterias de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o, \u201cmuitos dos pressupostos iniciais em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 recarga r\u00e1pida, na pr\u00e1tica, cair\u00e3o por terra\u201d.<\/p>\n

Limites de velocidade social<\/h3>\n

Ainda que o desenvolvimento de baterias de ve\u00edculos el\u00e9tricos que possam ser carregadas em menos de 10 minutos seja tecnicamente vi\u00e1vel, n\u00e3o se sabe ao certo se a recarga ultrarr\u00e1pida seria algo pr\u00e1tico. Com mais de 400 volts, as esta\u00e7\u00f5es atuais de recarga r\u00e1pida j\u00e1 consomem muito mais energia da rede el\u00e9trica do que as tomadas de 120 e 240 volts utilizadas em casa por muitos propriet\u00e1rios de ve\u00edculos el\u00e9tricos. Se todos os norte-americanos dirigissem ve\u00edculos el\u00e9tricos e esperassem uma recarga cada vez mais r\u00e1pida dispon\u00edvel o tempo todo, poderia haver um pico de tens\u00e3o na rede el\u00e9trica.<\/p>\n

\u201cH\u00e1 outros fatores a serem considerados sobre a infraestrutura\u201d, adverte Li. \u201c\u00c9 preciso analisar quanta corrente o sistema todo consegue suportar.\u201d<\/p>\n

Buettner-Garrett revela que h\u00e1 um equil\u00edbrio a ser alcan\u00e7ado \u201ctanto em termos do impacto social, quanto dos pontos de carregamento, para atingir a combina\u00e7\u00e3o certa entre praticidade e custo\u201d. Os fabricantes de ve\u00edculos el\u00e9tricos, prossegue ele, reconhecem essa necessidade e est\u00e3o tentando alcan\u00e7ar tempos de recarga entre 20 e 30 minutos para os carros que ser\u00e3o lan\u00e7ados em alguns anos.<\/p>\n

Jenny Baker, especialista em armazenamento de baterias da Universidade de Swansea, no Reino Unido, n\u00e3o est\u00e1 certa de que a recarga ultrarr\u00e1pida seja o objetivo certo. Carregar em casa durante a noite, quando a demanda \u00e9 menor, observa ela, \u00e9 mais acess\u00edvel e ecologicamente correto, pois as concession\u00e1rias de energia precisam recorrer menos \u00e0s usinas de reserva, que geralmente queimam combust\u00edveis mais poluentes. Muitos propriet\u00e1rios de ve\u00edculos el\u00e9tricos, incluindo Baker, tamb\u00e9m acreditam que essa alternativa seja mais pr\u00e1tica do que parar para recarregar durante o dia.<\/p>\n

\u201cRecarregar em casa, se for poss\u00edvel, \u00e9 a melhor alternativa do ponto de vista ambiental\u201d, afirma Baker. \u201cFicaria bastante decepcionada se os ve\u00edculos el\u00e9tricos produzissem exatamente os mesmos efeitos dos carros a gasolina, sem alcan\u00e7ar o seu pleno potencial.\u201d<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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