A baixa autonomia continua a ser um dos maiores entraves na operação dos drones atuais. Para resolver este problema, uma equipa de investigadores na China começou a testar baterias de lítio-enxofre, com o objetivo de prolongar significativamente o tempo de voo destes equipamentos com apenas uma única carga.
Segundo a informação avançada pelo China Daily, a grande maioria dos drones convencionais depende atualmente de iões de lítio. Esta tecnologia encontra-se muito próxima dos seus limites de densidade energética, situando-se abaixo dos 300 watt-hora por quilograma, o que restringe inevitavelmente a duração das missões no ar. A alternativa de lítio-enxofre surge como uma solução altamente promissora, não só pela sua elevada densidade energética teórica, mas também pelo baixo custo e abundância do enxofre.
Contudo, a transição prática para esta nova química esbarrava num obstáculo complexo: a geração de intermediários solúveis durante os ciclos de carga e descarga. Este fenómeno resultava num desperdício considerável de energia e tornava as reações químicas excessivamente lentas.
O segredo químico para voos mais longos
Para contornar este desafio técnico, um grupo liderado pela Escola de Pós-Graduação Internacional de Tsinghua em Shenzhen (Tsinghua SIGS) introduziu um inovador aditivo pré-mediador na eletroquímica do enxofre.
O investigador Zhou Guangmin explica que este aditivo funciona como um componente adormecido no interior da célula. O elemento apenas "desperta" e entra em ação no momento exato em que a reação do enxofre tem início. Ao atuar no local preciso da ação, impede que os intermediários se dissipem e cria rotas muito mais rápidas para as reações elétricas.
Os resultados obtidos em laboratório mostram que a introdução desta nova molécula conseguiu reduzir a resistência interna em 75%, quando comparada com os designs convencionais.
Testes de resistência e o futuro comercial
Durante os testes de resistência intensivos, a tecnologia operou de forma estável ao longo de 800 ciclos de carga e descarga, conseguindo manter quase 82% da sua capacidade original. O maior marco do estudo foi a construção de um protótipo de célula tipo bolsa que alcançou uma densidade energética de 549 watt-hora por quilograma. Este valor representa praticamente o dobro da capacidade oferecida por muitas das baterias de drones que circulam hoje no mercado.
Embora o projeto se encontre em fase experimental e não exista ainda um prazo definido para o seu lançamento comercial, a inovação tem o potencial de transformar a indústria. Uma maior densidade de energia traduz-se em tempos de voo superiores, capacidade para transportar cargas mais pesadas e um raio de alcance alargado. Isto significa que um drone de entregas poderá viajar muito mais longe, um equipamento de inspeção elétrica cobrirá mais infraestruturas num só voo, e as missões de busca e salvamento ganharão minutos preciosos no ar.
Vale a pena recordar que a China tem apostado fortemente no desenvolvimento de células de alta densidade, com sucessos recentes na popularização da tecnologia de silício-carbono para carros elétricos e smartphones.
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