Pesquisadores da Suíça e da Coreia do Sul apresentam soluções complementares que aproximam as baterias de estado sólido do fabrico em escala industrial. Os dois estudos tratam problemas centrais dessa tecnologia, considerada chave para veículos elétricos, eletrónicos portáteis e sistemas de armazenamento estacionário de energia.
Equipe suíça elimina dendritos com mineral funcionalizado
Jinsong Zhang e colegas do Instituto Paul Scherrer, na Suíça, concentraram-se em duas fragilidades recorrentes nas baterias de estado sólido: a formação de dendritos e a instabilidade eletroquímica na interface ânodo-eletrólito. Os dendritos, estruturas metálicas finas que podem provocar curtos-circuitos e incêndios, limitam a vida útil das atuais baterias de íons de lítio. Já a instabilidade afeta o desempenho a longo prazo, reduzindo a capacidade disponível.
Para contornar os dois entraves, a equipa explorou a argirodita, mineral à base de prata, germânio e enxofre, cuja estrutura admite substituições de átomos sem alterar a forma cristalina. Essa flexibilidade permite ajustar propriedades a custos reduzidos. Os cientistas produziram uma “argirodita funcionalizada” com densidade elevada, suficiente para bloquear vazios internos onde os dendritos costumam crescer.
O processo empregou uma técnica descrita como “sinterização suave”, que opera a apenas 80 °C. Em vez de temperaturas superiores a 300 °C, comuns em sinterizações tradicionais, o método consome menos energia e simplifica a produção. Ensaios com células-botão mostraram estabilidade de ciclo considerada “notável” pelos autores. Após 1 500 ciclos de carga e descarga, as células mantiveram cerca de 75 % da capacidade original, indicando migração eficiente de íons de lítio no interior do material.
Segundo o professor Mario El Kazzi, coordenador do projeto, a abordagem oferece um caminho prático para fabricar, em larga escala, baterias de estado sólido baseadas em argirodita. A equipa afirma que ajustes adicionais poderão adequar o processo aos requisitos industriais.
Estratégia sul-coreana acelera íons com ânions divalentes
Enquanto a pesquisa suíça foca segurança e durabilidade, Jae-Seung Kim e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) dedicam-se a reduzir custos e aumentar a condutividade iónica de eletrólitos sólidos. A migração lenta de íons de lítio em materiais sólidos costuma exigir metais caros ou tecnologias complexas para ser compensada. A proposta sul-coreana contorna esse ponto com elementos químicos abundantes.
O grupo introduziu ânions divalentes — oxigênio e enxofre — em eletrólitos haletos de zircônio, substâncias consideradas de baixo custo. Esses ânions alteram a organização cristalina ao integrar a estrutura fundamental do eletrólito. O resultado, descrito como “mecanismo de regulação da estrutura”, expande os caminhos disponíveis para a passagem dos íons e reduz a energia necessária para seu deslocamento.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Medições laboratoriais indicam aumento na mobilidade iónica entre duas e quatro vezes em comparação com eletrólitos de zircônio convencionais. Essa melhoria leva as baterias de estado sólido a níveis de desempenho mais próximos das necessidades de mercado sem recorrer a matérias-primas onerosas.
O professor Dong-Hwa Seo, que lidera o estudo, sublinha o caráter duplo da abordagem: ao mesmo tempo em que diminui custos, o método eleva a eficiência. O potencial de aplicação industrial é considerado elevado pelos autores, que trabalham agora na integração do material em protótipos completos de bateria.
Impacto combinado
Os dois avanços atacam pontos complementares do desafio tecnológico. A argirodita densa desenvolvida na Suíça contribui para segurança e longevidade, enquanto a engenharia de eletrólitos do KAIST acelera a condutividade sem encarecer a produção. Juntas, as soluções reduzem barreiras que separavam o laboratório da linha de montagem.
Indústrias automotivas, fabricantes de dispositivos móveis e empresas do setor energético acompanham de perto a evolução das baterias de estado sólido. A promessa de maior densidade energética, tempos de carga abreviados e menor risco de incêndio torna a tecnologia um alvo estratégico para a descarbonização do transporte e a expansão de fontes renováveis. Com resultados recentes a indicar progressos simultâneos em segurança, desempenho e custo, especialistas projetam cronogramas mais curtos para a adoção comercial.
As equipas envolvidas planeiam, nos próximos passos, otimizar parâmetros de fabricação, ampliar a escala de protótipos e realizar testes sob condições reais de uso. Caso as métricas de laboratório se confirmem em ambientes operacionais, o mercado poderá receber, ainda nesta década, baterias de estado sólido capazes de superar as variantes de íons de lítio em durabilidade, capacidade e segurança.
