As baterias são um dos maiores obstáculos no caminho para a adoção em massa de veículos elétricos (VEs). Mas e se elas não apenas durassem mais, mas também se autoreparassem? Essa é a visão que impulsiona pesquisadores como Johannes Ziegler e Liu Sufu, que estão trabalhando para tornar isso uma realidade.
As vendas de VEs na Europa estão crescendo, com um aumento de 20% em fevereiro em comparação com o mesmo mês em 2024. Os VEs são essenciais para eletrificar nosso transporte e reduzir as emissões de carbono que destroem o planeta, mas sua jornada não é sem desafios.
A maioria dos VEs depende de baterias de íon de lítio, semelhantes às dos nossos telefones, mas muito maiores e mais complexas. Uma bateria de VE contém dezenas de quilos de metais valiosos – lítio, níquel e cobre – e deve durar mais de uma década, correspondendo à vida útil esperada de um VE.
Para enfrentar esse desafio, uma equipe de pesquisadores se reuniu sob uma iniciativa financiada pela UE chamada PHOENIX, com o objetivo de desenvolver baterias que possam se curar. Seu objetivo é estender a vida útil da bateria, torná-las mais seguras e reduzir a necessidade de novos metais para baterias.
“A ideia é aumentar a vida útil da bateria e reduzir sua pegada de carbono, porque a mesma bateria pode se reparar, de modo que menos recursos sejam necessários no geral,” disse Ziegler, cientista de materiais do Instituto Fraunhofer de Pesquisa de Silicatos ISC na Alemanha.
Em 2023, a UE identificou 34 materiais como críticos, incluindo metais para baterias como lítio, níquel, cobre e cobalto.
O projeto PHOENIX leva o nome do pássaro mítico que surge de suas próprias cinzas – um símbolo adequado para o renascimento e a renovação que os pesquisadores esperam alcançar na tecnologia de baterias.
E as apostas são altas. A legislação da UE exige que todos os carros e vans novos vendidos a partir de 2035 em diante gerem emissões zero. O objetivo é reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa do setor de transportes.
Para que isso aconteça, os carros elétricos precisarão de baterias melhores.
Sentido e gatilho
Qualquer pessoa que possua um smartphone conhece a frustração com as baterias: depois de alguns anos, sua vida útil despenca. O mesmo problema aflige os VEs, só que em maior escala.
Isso acontece porque partes da bateria se degradam à medida que ela é repetidamente carregada e descarregada ao longo do tempo.
Cientistas da Bélgica, Alemanha, Itália, Espanha e Suíça estão colaborando para projetar sensores que detectam mudanças dentro de uma bateria de íon de lítio à medida que ela envelhece e acionam a autocura da bateria quando necessário.
O objetivo é dobrar a vida útil das baterias e, por extensão, a vida útil dos VEs.
“
A ideia é aumentar a vida útil da bateria e reduzir sua pegada de carbono, porque a mesma bateria pode se reparar, de modo que menos recursos sejam necessários no geral.
Hoje, os sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) – o cérebro de uma bateria – monitoram a voltagem e a temperatura de uma bateria para garantir que ela não superaqueça e cause problemas de segurança.
“Atualmente, o que é detectado é muito limitado em geral, temperatura, voltagem e corrente. Além de fornecer uma estimativa da disponibilidade de energia restante, ele garante a segurança,” disse Yves Stauffer, engenheiro do Centro Suíço de Eletrônica e Microtecnologia (CSEM), um centro de inovação que desenvolve tecnologias disruptivas. Stauffer lidera a pesquisa de BMS.
A equipe PHOENIX visa ir além, introduzindo sensores e gatilhos avançados. Alguns deles detectarão quando a bateria se expandir, outros gerarão um mapa de calor e alguns observarão gases perigosos, como hidrogênio ou monóxido de carbono.
Todos esses sensores fornecerão um sistema de alerta precoce para a saúde da bateria.
Quando o cérebro da bateria decide que a reparação é necessária, a cura é ativada. Isso pode significar comprimir a bateria de volta à forma, por exemplo, ou aplicar calor direcionado para acionar mecanismos de autorreparo internos.
“A ideia é que, sob tratamento térmico, algumas ligações químicas exclusivas voltem,” disse Sufu, químico de baterias do CSEM que também trabalha no PHOENIX.
Outra abordagem de autocura usa campos magnéticos para quebrar dendritos – estruturas metálicas ramificadas que se formam nos eletrodos da bateria durante o carregamento e podem causar curtos-circuitos e falhas.
Tamanho importa
Os pesquisadores do PHOENIX também visam aumentar a autonomia dos VEs e reduzir o tamanho das baterias.
“Estamos tentando desenvolver baterias de próxima geração com maior densidade de energia,” disse Sufu. Isso significa que um VE exigiria uma bateria menor, o que a tornaria mais leve e permitiria que ele rodasse mais com uma única carga.
Uma estratégia é substituir o grafite, o material usado em lápis, por silício, que fica em algum lugar entre metais e não metais.
Isso não é amplamente adotado nas baterias comerciais de hoje, em parte porque o silício é menos estável e seu volume pode se expandir em até 300% durante o carregamento e descarregamento, disse Sufu. Com silício dentro, uma bateria teria que ser capaz de sobreviver a essas mudanças drásticas ou se reparar.
“
Estamos tentando desenvolver baterias de próxima geração com maior densidade de energia.
Em março de 2025, um novo lote de protótipos de sensores e gatilhos foi desenvolvido e enviado aos parceiros para testes em células de bateria tipo pouch – baterias de íon de lítio flexíveis, leves e planas.
No entanto, embora carregar uma bateria com sensores seja ótimo para fornecer informações sobre seu estado de saúde, isso também aumenta o custo. Portanto, a equipe está focada em identificar quais tecnologias oferecem benefícios suficientes para justificar o custo dos VEs.
Qualquer que seja a abordagem que prevaleça, ela permitirá que os VEs futuros durem mais e rodem mais, com baterias mais seguras, mais compactas e menos intensivas em recursos.
Estender a vida útil da bateria também reduzirá a pegada de carbono dos VEs, oferecendo uma situação vantajosa para consumidores e meio ambiente.
“É emocionante prolongar a vida útil das baterias e trabalhar em VEs,” disse Ziegler. “É tudo uma questão de juntar as peças.”
As baterias são um dos maiores obstáculos no caminho para a adoção em massa de veículos elétricos (VEs). Mas e se elas não apenas durassem mais, mas também se autoreparassem? Essa é a visão que impulsiona pesquisadores como Johannes Ziegler e Liu Sufu, que estão trabalhando para tornar isso uma realidade.
As vendas de VEs na Europa estão crescendo, com um aumento de 20% em fevereiro em comparação com o mesmo mês em 2024. Os VEs são essenciais para eletrificar nosso transporte e reduzir as emissões de carbono que destroem o planeta, mas sua jornada não é sem desafios.
A maioria dos VEs depende de baterias de íon de lítio, semelhantes às dos nossos telefones, mas muito maiores e mais complexas. Uma bateria de VE contém dezenas de quilos de metais valiosos – lítio, níquel e cobre – e deve durar mais de uma década, correspondendo à vida útil esperada de um VE.
Para enfrentar esse desafio, uma equipe de pesquisadores se reuniu sob uma iniciativa financiada pela UE chamada PHOENIX, com o objetivo de desenvolver baterias que possam se curar. Seu objetivo é estender a vida útil da bateria, torná-las mais seguras e reduzir a necessidade de novos metais para baterias.
“A ideia é aumentar a vida útil da bateria e reduzir sua pegada de carbono, porque a mesma bateria pode se reparar, de modo que menos recursos sejam necessários no geral,” disse Ziegler, cientista de materiais do Instituto Fraunhofer de Pesquisa de Silicatos ISC na Alemanha.
Em 2023, a UE identificou 34 materiais como críticos, incluindo metais para baterias como lítio, níquel, cobre e cobalto.
O projeto PHOENIX leva o nome do pássaro mítico que surge de suas próprias cinzas – um símbolo adequado para o renascimento e a renovação que os pesquisadores esperam alcançar na tecnologia de baterias.
E as apostas são altas. A legislação da UE exige que todos os carros e vans novos vendidos a partir de 2035 em diante gerem emissões zero. O objetivo é reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa do setor de transportes.
Para que isso aconteça, os carros elétricos precisarão de baterias melhores.
Sentido e gatilho
Qualquer pessoa que possua um smartphone conhece a frustração com as baterias: depois de alguns anos, sua vida útil despenca. O mesmo problema aflige os VEs, só que em maior escala.
Isso acontece porque partes da bateria se degradam à medida que ela é repetidamente carregada e descarregada ao longo do tempo.
Cientistas da Bélgica, Alemanha, Itália, Espanha e Suíça estão colaborando para projetar sensores que detectam mudanças dentro de uma bateria de íon de lítio à medida que ela envelhece e acionam a autocura da bateria quando necessário.
O objetivo é dobrar a vida útil das baterias e, por extensão, a vida útil dos VEs.
“
A ideia é aumentar a vida útil da bateria e reduzir sua pegada de carbono, porque a mesma bateria pode se reparar, de modo que menos recursos sejam necessários no geral.
Hoje, os sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) – o cérebro de uma bateria – monitoram a voltagem e a temperatura de uma bateria para garantir que ela não superaqueça e cause problemas de segurança.
“Atualmente, o que é detectado é muito limitado em geral, temperatura, voltagem e corrente. Além de fornecer uma estimativa da disponibilidade de energia restante, ele garante a segurança,” disse Yves Stauffer, engenheiro do Centro Suíço de Eletrônica e Microtecnologia (CSEM), um centro de inovação que desenvolve tecnologias disruptivas. Stauffer lidera a pesquisa de BMS.
A equipe PHOENIX visa ir além, introduzindo sensores e gatilhos avançados. Alguns deles detectarão quando a bateria se expandir, outros gerarão um mapa de calor e alguns observarão gases perigosos, como hidrogênio ou monóxido de carbono.
Todos esses sensores fornecerão um sistema de alerta precoce para a saúde da bateria.
Quando o cérebro da bateria decide que a reparação é necessária, a cura é ativada. Isso pode significar comprimir a bateria de volta à forma, por exemplo, ou aplicar calor direcionado para acionar mecanismos de autorreparo internos.
“A ideia é que, sob tratamento térmico, algumas ligações químicas exclusivas voltem,” disse Sufu, químico de baterias do CSEM que também trabalha no PHOENIX.
Outra abordagem de autocura usa campos magnéticos para quebrar dendritos – estruturas metálicas ramificadas que se formam nos eletrodos da bateria durante o carregamento e podem causar curtos-circuitos e falhas.
Tamanho importa
Os pesquisadores do PHOENIX também visam aumentar a autonomia dos VEs e reduzir o tamanho das baterias.
“Estamos tentando desenvolver baterias de próxima geração com maior densidade de energia,” disse Sufu. Isso significa que um VE exigiria uma bateria menor, o que a tornaria mais leve e permitiria que ele rodasse mais com uma única carga.
Uma estratégia é substituir o grafite, o material usado em lápis, por silício, que fica em algum lugar entre metais e não metais.
Isso não é amplamente adotado nas baterias comerciais de hoje, em parte porque o silício é menos estável e seu volume pode se expandir em até 300% durante o carregamento e descarregamento, disse Sufu. Com silício dentro, uma bateria teria que ser capaz de sobreviver a essas mudanças drásticas ou se reparar.
“
Estamos tentando desenvolver baterias de próxima geração com maior densidade de energia.
Em março de 2025, um novo lote de protótipos de sensores e gatilhos foi desenvolvido e enviado aos parceiros para testes em células de bateria tipo pouch – baterias de íon de lítio flexíveis, leves e planas.
No entanto, embora carregar uma bateria com sensores seja ótimo para fornecer informações sobre seu estado de saúde, isso também aumenta o custo. Portanto, a equipe está focada em identificar quais tecnologias oferecem benefícios suficientes para justificar o custo dos VEs.
Qualquer que seja a abordagem que prevaleça, ela permitirá que os VEs futuros durem mais e rodem mais, com baterias mais seguras, mais compactas e menos intensivas em recursos.
Estender a vida útil da bateria também reduzirá a pegada de carbono dos VEs, oferecendo uma situação vantajosa para consumidores e meio ambiente.
“É emocionante prolongar a vida útil das baterias e trabalhar em VEs,” disse Ziegler. “É tudo uma questão de juntar as peças.”
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