Valorizando a Química Fundamental que Viabilizou as Baterias de Íon-Lítio em Data Centers
Em 9 de outubro de 2019, o Prêmio Nobel de Química foi dado a três cientistas - John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino - por seu trabalho sobre a tecnologia das baterias de íon-lítio.
O que é interessante sobre esse reconhecimento é que, diferentemente da maioria dos Prêmios Nobel de ciências, esse não foi baseado em novos desenvolvimentos que tenham feito a tecnologia avançar nos últimos anos. Os três foram reconhecidos pelo trabalho de base realizado primeiramente nos anos 70 e 80.
A tecnologia de baterias dá um salto à frente
Naquela época, o Dr. Whittingham deu o pontapé inicial quando começou a fazer experiências com o uso do lítio e baterias recarregáveis devido a seu baixo peso e facilidade de liberar elétrons. Em algum momento, ele ligou o lítio com dióxido de titânio para criar a primeira bateria de íon-lítio funcional. Foi um passo muito importante em relação ao desempenho, entregando aproximadamente dez vezes mais energia do que uma bateria de chumbo-ácido comparável e com um peso muito menor. Mas ainda não estava completamente pronta para a comercialização.
O Dr. Goodenough desenvolveu o trabalho de Whittingham substituindo o dióxido de titânio pelo óxido de cobalto no cátodo para eliminar problemas de carga que haviam no design original. O Dr. Yoshiro colocou a última peça do quebra-cabeça quando desenvolveu um método para inserir os íons de lítio entre camadas de carbono, melhorando significativamente a segurança da bateria.
A comercialização permite a inovação ser amplamente difundida
A primeira aplicação comercial foi na filmadora Sony Camcorder, e a maioria das pessoas está familiarizada com a tecnologia a partir de sua experiência com eletrônicos. Sem as leves e duradouras baterias de íon-lítio, os laptops, tablets e telefones móveis que usamos todos os dias seriam muito mais volumosos e exigiriam cargas com mais frequência do que os dispositivos compactos com os quais nos acostumamos.
A tecnologia é também uma das principais viabilizadoras para o crescimento de energias renováveis e veículos elétricos, proporcionando o armazenamento de energia exigido para tornar confiáveis as intermitentes energia eólica e energia solar e aumentando a variedade de veículos elétricos. De fato, os veículos elétricos são hoje a maior aplicação para baterias de íon-lítio.
Os requisitos de escala e de segurança da indústria automotiva levaram à redução dos preços e impuseram novos padrões de segurança, abrindo a porta para o uso de baterias de íon-lítio em data centers. Isso representa mais um passo dado na contínua expansão da tecnologia que esses três pioneiros desenvolveram há mais de trinta anos.
Mudando os aspectos econômicos do armazenamento de energia do data center
O data center é uma aplicação interessante para a tecnologia. Embora certamente existam benefícios pelo menor peso e menor footprint das baterias de íon-lítio em aplicações de data center, estes benefícios não são, nem de perto, tão atraentes nessa aplicação quanto nas aplicações dos veículos elétricos e eletrônicos pessoais.
Pelo contrário, os aspectos econômicos são o que está primeiramente motivando o crescimento do uso de baterias de íon-lítio em data centers. Os preços agora caíram ao ponto onde a maior vida útil das baterias de íon-lítio - eliminando os inúmeros ciclos de substituição das baterias de chumbo-ácido - as torna uma alternativa mais econômica que o padrão atual. Na medida em que essa tendência continuar, as baterias de íon-lítio aumentarão sua penetração e poderão se tornar a tecnologia dominante de armazenamento de energia na indústria.
Isso é algo que os três premiados com o Nobel, que desenvolveram sua pesquisa no tempo em que os computadores mainframe ainda dominavam o cenário de TI, nunca imaginaram. Mas é apenas mais um exemplo do impacto de seu trabalho no longo prazo. Por isso, agradecemos e parabenizamos os Drs. Whittingham, Goodenough e Yoshiro.
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