Tekie
By iTech



iDrive

22/03/2014
 

Nissan desenvolve técnica para analisar desempenho das baterias

O desempenho de bateria dos veículos eléctricos pode ser melhorado através da observação de electrões? A Nissan procurou uma resposta para esta questão através de um avançado projecto de investigação em parceria com universidades do Japão. O resultado: a Nissan Motor Company e a sua filial Nissan ARC Ltd. acabam de anunciar o desenvolvimento do primeiro método mundial de análise que permite a observação directa da actividade dos electrões no material do cátodo das baterias de iões de lítio durante o carregamento e descarga.

A aplicação desta técnica de análise para futuras investigações e concepção de materiais de bateria poderá permitir aos investigadores da Nissan desenvolver baterias de alta capacidade e elevada durabilidade que podem por sua vez estender a autonomia de condução dos Veículos Eléctricos de emissões zero e melhorar a sua durabilidade.

A Nissan ARC Ltd., uma filial detida a 100% pela Nissan Motor Company, desenvolveu o método de análise no âmbito de um projecto conjunto de I&D com as Universidades de Tóquio, de Quioto e Municipal de Osaka. A nova tecnologia oferece uma visão precisa sobre a forma como os electrões são emitidos a partir de certos elementos que constituem o cátodo das baterias de iões de lítio durante o carregamento e descarga.

Takao Asami, Vice-Presidente Sénior da Nissan e Presidente da Nissan ARC Ltd., afirmou: “A criação desta técnica de análise foi um passo importante para o desenvolvimento da próxima geração de baterias de iões de lítio de elevada capacidade. Desempenhará um importante papel na nossa I&D com o objectivo de estender a autonomia de condução dos futuros veículos de zero emissões”.

Para desenvolver baterias de iões de lítio de grande duração e elevada capacidade, a máxima quantidade possível de lítio deverá ser armazenada no material activo dos eléctrodos, permitindo-lhe assim gerar o maior número possível de electrões. Para desenvolver tal material, é essencial uma leitura precisa da actividade dos electrões no interior da bateria.

Os métodos de análise existentes até agora não permitiam aos investigadores a observação exacta do movimento dos electrões. Não era possível determinar a forma como os vários materiais activos dos eléctrodos – manganês (Mn), cobalto (Co), níquel (Ni), oxigénio (O) – emitiam os electrões e quantos electrões eram na realidade emitidos.

O novo método de análise desenvolvido pela Nissan combina a espectroscopia¹ de absorção de raios X utilizando bordas² de absorção-L e o Cálculo por Primeiros Princípios³ pelo supercomputador Earth Simulator no Japão⁴.

A espectroscopia de absorção de raios X tinha já sido utilizada no passado para a análise de baterias.

No entanto, a maior parte dessa análise foi realizada através de bordas de absorção-K capazes apenas de observar electrões restringidos ao átomo (electrões das camadas mais profundas e que não estão por isso envolvidos no carregamento e descarga devido à sua proximidade com o núcleo) e não os electrões realmente envolvidos na reacção das células.

Através da aplicação da espectroscopia de absorção de raios X que utiliza bordas de absorção-L, os electrões directamente envolvidos com a reacção das células podem ser observados. A análise precisa da quantidade de mobilidade desses electrões tornou-se possível através da combinação dos resultados da observação com os cálculos por Primeiros Princípios do supercomputador Earth Simulator.

Durante anos os cientistas quiseram compreender a origem exacta dos electrões durante o processo de carga e descarga e este novo método de análise finalmente torna-o possível. Os cientistas podem observar o fenómeno exacto no interior de uma célula de bateria, especialmente o comportamento dos materiais activos dos eléctrodos, permitindo o estudo posterior de materiais de maior duração e melhor desempenho para esses eléctrodos.

A Nissan ARC utilizou a nova técnica de análise para investigar materiais de eléctrodos ricos em lítio e de elevada capacidade, considerados como agentes promissores no aumento da densidade de energia em mais 50 por cento. Esta análise revelou que num estado de potencial elevado, os electrões com origem no oxigénio estavam activos durante o carregamento. Pelo contrário, os electrões com origem no manganês estavam activos durante a reacção de descarga.

Estas descobertas da Nissan são um grande passo no sentido do desenvolvimento comercial de materiais de eléctrodos ricos em lítio capazes de produzir baterias duradouras e de maior capacidade.

*1 Espectroscopia de absorção de raio X: Um método de análise de estado e estrutura profunda dos materiais obtidos através da medição da energia de absorção de raios X (bordas de absorção) após irradiação de raios X com intensidade variada.

*2 Bordas de absorção: Em geral o coeficiente de absorção de raios X diminui para energias (comprimentos de onda) crescentes. Existem porém, nos espectros de absorção, certas descontinuidades associadas a um abrupto acréscimo na absorção para energias crescentes dos raios X. Estas descontinuidades são as chamadas bordas K (mais profunda), L, M, etc. dos espectros de absorção e correspondem às energias de ionização das respectivas órbitas dos electrões.

*3 Cálculo por Primeiros Princípios: Um método de cálculo que parte, ab initio, das leis da física, sem a utilização por isso de valores experimentais ou modelos empíricos.

*4 Earth Simulator: Um supercomputador propriedade do Japan Marine Science and Technology Center (JAMSTEC) originalmente desenvolvido para avaliar as condições ambientais a nível global.



About the Author

Edmar Rodrigues
Sou jornalista de Ti desde 1999. Tendo passado por publicações como ComputerWorld e Bit e pelos sites www.itnews.com.pt de 2002 a 2006 e www.i-tech.com.pt de 2010 a 2014. Actualmente faço a gestão do Tekie e do www.idrive.pt



 
 

 

PORTO EDITORA E SAMSUNG ASSINAM PARCERIA PARA IMPULSIONAR O DIGITAL NA EDUCAÇÃO

A Porto Editora e a Samsung assinaram terça-feira, dia 7 de novembro, uma parceria que tem como principal objetivo impulsionar a utilização do digital na educação. Para tal, a maior editora portuguesa e uma das maiores emp...
by Edmar Rodrigues
 

 
 

“Descubra” é a melhor APP para o turismo

A APP “Descubra” foi reconhecida pela ACEPI – Associação da Economia Digital – com o Prémio Melhor APP de Turismo Nacional, na edição de 2017 dos Prémios Navegantes XXI. O download é gratuito! Com uma interface d...
by Edmar Rodrigues
 

 
 

A HP Anuncia a Workstation Destacável mais Poderosa do Mundo

A HP apresenta a Workstation  destacável mais poderosa do mundo, concebida para responder às necessidades de desempenho e mobilidade de artistas, designers e profissionais de imagens digitais, que precisam de utilizar o Adob...
by Edmar Rodrigues
 

 

 

Puro apresenta novo adaptador multiportas Type-C

A Puro, representada em Portugal pela Projecto Visual, reforçou a sua gama de carregadores com o lançamento do adaptador Type-C HUB 6-em-1, compatível com a maioria dos dispositivos USB-C, e que permite adaptar vários tipos...
by Edmar Rodrigues
 

 
 

Huawei Mate 10: a verdadeira inteligência para o melhor desempenho de smartphone

Alimentado por Inteligência Artificial, o HUAWEI Mate 10 Pro é o smartphone mais poderoso do mundo. Entende os comportamentos dos utilizadores e gere de forma dinâmica e inteligente os recursos móveis, atendendo a todos os ...
by Edmar Rodrigues
 

 




 
%d bloggers like this: