Um pesquisador da Universidade da Flórida Central desenvolveu uma tecnologia que pode prevenir incêndios em veículos elétricos, como os causados pelas inundações de água salgada do furacão Ian.
A tecnologia, uma bateria aquosa, substitui os solventes orgânicos voláteis e altamente inflamáveis encontrados em baterias de íon-lítio de veículos elétricos por água salgada para criar uma bateria mais segura, com carregamento mais rápido, igualmente potente e sem curto-circuito durante inundações.
O trabalho é detalhado em um novo estudo na Natureza Comunicações.
“Durante o furacão Ian, muitos carros elétricos pegaram fogo depois de serem encharcados pela água da enchente”, diz Yang Yang, professor associado do Centro de Tecnologia de Nanociência da UCF, que liderou a pesquisa. “Isso porque a água salgada corrói a bateria e causa um curto-circuito, que inflama os solventes inflamáveis e outros componentes. Nossa bateria usa água salgada como eletrólito, eliminando os solventes altamente voláteis.”
Também fundamental para o design da bateria é sua nova nanoengenharia que permite que a bateria supere as limitações das baterias aquosas anteriores, como tempos de carregamento lentos e baixa estabilidade.
A bateria projetada pela UCF carrega rapidamente, atingindo a carga completa em três minutos, em comparação com as horas que leva as baterias de íon de lítio.
Yang é especialista no desenvolvimento de materiais para dispositivos de energia renovável, como baterias com maior segurança.
Incêndios em veículos elétricos em água salgada
A questão dos incêndios em veículos elétricos após inundações de água salgada surgiu durante o furacão Sandy em 2012 e o furacão Isaias em 2020.
Como resultado, a US Fire Administration e a National Highway Traffic Safety Administration emitiram orientações especiais para responder a incêndios de veículos elétricos causados por inundações de água salgada.
Os incêndios exigem grandes quantidades de água para apagar, com a Associação Internacional de Chefes de Bombeiros recomendando que os bombeiros garantam um abastecimento contínuo e sustentável de água de 3.000 a 8.000 galões.
Pelo menos 12 incêndios de veículos elétricos foram relatados nos condados de Collier e Lee, na Flórida, após o furacão Ian, onde muitos carros foram submersos pelo menos parcialmente em água salgada, segundo os EUA. Administração de Bombeiros.
Projetando a bateria
Projetos anteriores de baterias aquosas sofreram com baixa produção de energia, instabilidade, crescimento de estruturas metálicas nocivas chamadas dendritos no eletrodo negativo e corrosão.
Usando água salgada como eletrólito líquido da bateria, os pesquisadores da UCF foram capazes de usar íons metálicos naturais encontrados na água salgada, como sódio, potássio, cálcio e magnésio, para criar uma bateria de cátion duplo que armazena mais energia. Essa implementação permitiu que eles superassem a lentidão dos designs anteriores de baterias aquosas de cátion único.
Para resolver problemas com instabilidade, crescimento de dendritos e corrosão, os pesquisadores projetaram um ânodo de zinco-cobre 3D semelhante a uma floresta contendo uma fina camada protetora de óxido de zinco no topo.
A nova superfície de nanoengenharia, que se parece com uma visão aérea de uma floresta, permite que os pesquisadores controlem com precisão as reações eletroquímicas, aumentando assim a estabilidade da bateria e a capacidade de carregamento rápido.
Ademais, a camada de óxido de zinco impediu o crescimento dendrítico do zinco, o que foi confirmado por microscopia óptica.
“Essas baterias usando os novos materiais desenvolvidos em meu laboratório permanecerão seguras mesmo se forem usadas de maneira inadequada ou inundadas em água salgada”, diz Yang. “Nosso trabalho pode ajudar a melhorar a tecnologia de veículos elétricos e continuar avançando como uma forma confiável e segura de viajar”.
A tecnologia com patente pendente está disponível para licenciamento por meio do Escritório de Transferência de Tecnologia da UCF.
A pesquisa foi apoiada com financiamento da US National Science Foundation e American Chemical Society Petroleum Research Fund.
Com informações de Science Daily.