Bateria de grafeno: Hype torna-se uma realidade de carregamento rápido

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  Previsão Quantumrun
• 23 de fevereiro de 2022

Resumo do insight

O grafeno está agitando o armazenamento de energia devido às suas propriedades únicas, como alta área superficial, resistência, flexibilidade e condutividade elétrica eficiente. As startups estão a aproveitar estas propriedades para desenvolver baterias que superam as tradicionais, prometendo tempos de funcionamento mais longos, pegadas de carbono reduzidas e tempos de carregamento mais rápidos, especialmente para veículos eléctricos (VE). Apesar dos elevados custos de produção que atualmente impedem a adoção generalizada, o potencial das baterias de grafeno poderá transformar vários setores, desde eletrodomésticos a sistemas de energia renovável.

contexto de grafeno

O grafeno, a forma mais fina de grafite que conhecemos, é um material que vem ganhando atenção na área de armazenamento de energia. Este material é composto por uma única camada de átomos de carbono, o que lhe confere uma elevada área superficial em relação ao seu volume. Esta propriedade única o torna uma excelente escolha para uso em baterias e supercapacitores. A espessura do grafeno, combinada com sua resistência, flexibilidade e leveza, torna-o um condutor eficiente de eletricidade. Também oferece baixa resistência à energia térmica, que é um fator crítico no desempenho da bateria. 

As startups já estão aproveitando o potencial do grafeno na tecnologia de baterias. Por exemplo, a Nanograf relatou que as suas baterias apresentam um aumento de 50% no tempo de execução em comparação com as baterias convencionais de iões de lítio. Além disso, notaram uma redução de 25% na pegada total de carbono das suas baterias e uma redução no peso para metade para a mesma produção. 

Outra startup, a Real Graphene, está utilizando a durabilidade do grafeno para criar baterias que possam suportar uma corrente elétrica mais potente. Esta característica é particularmente importante para VEs, que requerem baterias que possam suportar altos níveis de estresse. Embora o período de testes para baterias EV normalmente dure de três a quatro anos, a Real Graphene está otimista quanto ao potencial de sua tecnologia. Eles acreditam que suas baterias baseadas em grafeno poderiam carregar um veículo elétrico padrão de consumo em menos de uma hora, uma melhoria significativa em relação aos tempos de carregamento atuais. 

Impacto disruptivo

Tempos de carregamento mais rápidos para VEs possibilitados por baterias de grafeno podem ser uma virada de jogo, tornando os VEs uma opção mais atraente para os consumidores. Além disso, à medida que as empresas pretendem cada vez mais alinhar as suas operações com políticas ambientais, sociais e de governação (ESG), é provável que a procura por opções de energia mais limpas, como as baterias de grafeno, aumente. Esta mudança poderá estimular mais investigação e desenvolvimento nesta área, apesar das actuais limitações de financiamento.

Além disso, o potencial das baterias de grafeno vai além dos EVs. Consideremos os eletrodomésticos e as ferramentas elétricas, que são parte integrante da nossa vida diária. Esses dispositivos poderiam ter uma melhoria significativa em sua vida útil e desempenho com o uso de baterias de grafeno. Por exemplo, uma furadeira sem fio alimentada por uma bateria de grafeno poderia funcionar por períodos mais longos, reduzindo a frequência de recarga e melhorando a produtividade. Da mesma forma, os eletrodomésticos, como aspiradores de pó e cortadores de grama, poderiam tornar-se mais eficientes e convenientes de usar. Estas melhorias poderiam levar a uma mudança nas expectativas e padrões dos consumidores para tais dispositivos, influenciando os fabricantes a adotarem baterias de grafeno.

No entanto, o alto custo de produção do grafeno é uma barreira significativa à sua ampla adoção. Apesar disso, o interesse demonstrado por grandes empresas, como Tesla Motors, Samsung e Microsoft, no desenvolvimento de baterias de grafeno é um sinal promissor. O seu envolvimento poderá levar a avanços nas técnicas de produção, reduzindo potencialmente os custos e tornando as baterias de grafeno mais acessíveis. Isto poderia abrir uma ampla gama de aplicações para este material, desde produtos eletrônicos de consumo até sistemas de energia renovável.

Implicações da tecnologia de bateria de grafeno

Implicações mais amplas de baterias de grafeno podem incluir:

• Reduções significativas no custo de EVs que aceleram ainda mais a mudança mundial de veículos de combustão de todos os tipos. 
• O desenvolvimento acelerado de aviões elétricos e veículos VTOLs (decolagem e aterrissagem verticais) para casos de uso comercial e de consumo, viabilizando o transporte urbano e de longa distância por drones.
• Investimento do governo em redes elétricas e estações de carregamento modernizadas que possam fornecer eletricidade com segurança de uma maneira que permita o carregamento rápido padrão das baterias de grafeno.
• A criação de novos empregos, uma vez que os custos de fabricação diminuem e a produção em massa de baterias de grafeno se torna uma realidade.
• Novas indústrias e oportunidades de emprego em ciência avançada de materiais e produção de baterias.
• Novas regulamentações e padrões para garantir o uso seguro e ético de baterias de grafeno, levando a um mercado de armazenamento de energia mais seguro e regulamentado.
• A disponibilidade de baterias mais duradouras e de carregamento mais rápido influencia as tendências demográficas, com mais pessoas, especialmente em áreas remotas, a terem acesso a fontes de energia fiáveis.

Questões a considerar

• Produtos de tecnologia, como telefones celulares e tablets, e outros aparelhos comerciais provavelmente durarão muito mais quando alimentados por baterias de grafeno. Que efeito você acha que isso terá nas vendas no varejo e no consumismo em geral?
• Considerando os benefícios de um EV movido a bateria de grafeno, incluindo sua capacidade de carregamento rápido, você acha que as baterias de grafeno estimularão um maior interesse e propriedade de veículos elétricos?