Durante décadas os consumidores têm esperado pelo desenvolvimento de baterias que durem mais e que carreguem mais rápido. Foi com esse objectivo em mente que a empresa “Real Graphene” acaba de lançar no mercado uma nova bateria, diferente de todas as actuais – uma bateria de grafeno.
Mas o que têm estas baterias assim de tão especial?
História
Grafeno é o primeiro material bidimensional descoberto pelo Homem. Ao contrário da maioria dos materiais que possuem um estrutura 3D, o grafeno é composto por uma única camada de átomos de carbono.
O grafeno foi isolado a partir da grafite (o material que compõe os nossos lápis) pela primeira vez em 2004 quando dois cientistas, Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester tentavam polir um bocado de grafite. Ao utilizarem fita-cola para esse efeito verificaram que lascas muito finas de grafite lhe ficavam agarradas, algumas tão finas tendo apenas espessura de apenas um átomo. Assim surgiu o grafeno, descoberta que valeu a estes dois cientistas o prémio Nobel da Física em 2010.
Propriedades
Mas o que torna o grafeno um composto assim tão especial? Bem, razões não lhe faltam, pois este é 100x mais resistente que o aço, extremamente fino, praticamente transparente, leve e um condutor térmico e elétrico praticamente perfeito, características que o tornam um forte candidato para a sua utilização em baterias. De facto este material é tão resistente que apenas duas camadas do mesmo são à prova de bala.
Benefícios da utilização de grafeno em baterias
Um dos principais problemas das baterias de iões de lítio é a sua temperatura. Uma vez que a resistividade do lítio é maior que a do grafeno estas geram mais calor durante o seu carregamento. Com o aumento da calor há um aumento ainda maior da resistividade, criando-se um loop positivo que se pode levar ao incêndio da bateria. Por esta razão é normal que as baterias de iões de lítio carreguem a potências relativamente baixas, habitualmente em volta dos 18 W (caso da tecnologia Quick Charge da Qualcomm). Em comparação as baterias de grafeno conseguem carregar a uma potência tão elevada como 100 W, permitindo carregar uma bateria de 10 000 mAh em apenas 30 min.
O facto do grafeno ser um condutor elétrico quase prefeito (i.e. ter uma baixa resistividade) permite às baterias manterem uma temperatura operacional mais baixa, e um carregamento mais rápido que as baterias de iões de lítio (Li-ion).
Uma vez que há menos desgaste dos componentes estas baterias têm também uma maior durabilidade, reduzindo a quantidade de lixo tecnológico formado anualmente. Enquanto uma bateria de iões de lítio tem uma durabilidade de cerca de 600 ciclos de carregamento, as baterias de grafeno conseguem aguentar até 1500 carregamentos completos.
Futuro
Para já estas baterias estão apenas disponíveis na forma de powerbanks de 10 000 e 20 000 mAh, tendo já dado provas daquilo que são capazes (ver vídeo do Gary Explains para mais informações: Incredibly Fast Graphene Battery Powerbank). Mas espera-se que num futuro próximo estas baterias comecem a substituir as baterias de iões de lítio em todos os equipamentos, desde smartphones a baterias automóveis.
Fontes:
ColdFusion (2020). Major Breakthrough: Graphene Batteries FINALLY Hit the Market. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=dnE1nO6o-do
GaryExplains (2020). Incredibly Fast Graphene Battery Powerbank. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=uIMegpibt1M
Robert Triggs (2020). Graphene batteries: What are they and why are they a big deal?. Android Authority. https://www.androidauthority.com/graphene-batteries-explained-1070096/