Air Energy dos EUA recebe financiamento para escalar baterias de lítio-ar sólidas de 1000 Wh/kg

De acordo com pt.wedoany.com-A startup americana Air Energy recebeu financiamento para produzir em escala baterias de lítio-ar de estado sólido, uma tecnologia que promete aumentar o desempenho de drones em três a quatro vezes e fornecer suporte energético para aeronaves regionais elétricas de maior porte.

Sediada em Chicago, a Air Energy está colaborando com o Instituto de Tecnologia de Illinois no programa Joules-1K da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada em Energia (ARPA-E) do Departamento de Energia dos EUA, para desenvolver um módulo de bateria protótipo de 1 kWh, com densidade energética alvo de 1000 Wh/kg, cerca de três a quatro vezes superior à das baterias tradicionais de íon-lítio. O programa tem duração de dois anos, e o contrato da segunda fase foi concedido em janeiro. A equipe do Instituto de Tecnologia de Illinois é uma das seis equipes contratadas, e esta fase inclui testes de voo com drones.

Nas baterias de íon-lítio, os reagentes são armazenados no interior do cátodo e do ânodo. Já as baterias de lítio-ar utilizam um ânodo de lítio metálico, e o reagente do cátodo provém do oxigênio atmosférico, sem necessidade de armazenamento interno, reduzindo o peso e elevando a densidade energética no nível da célula para 1000-2000 Wh/kg, em comparação com 260-340 Wh/kg das baterias tradicionais de íon-lítio. O mecanismo de armazenamento de energia das baterias de lítio-ar baseia-se na formação de ligações covalentes entre o lítio e o oxigênio, um processo reversível que permite o carregamento da bateria. O cofundador e diretor técnico, Mohammad Asadi, explica que o lítio e o oxigênio podem se combinar de três formas: transferência de um elétron para formar peróxido de lítio, transferência de dois elétrons para formar superóxido de lítio e transferência de quatro elétrons para formar óxido de lítio.

A bateria de lítio-ar de estado sólido da Air Energy utiliza um eletrólito sólido composto de cerâmica e polímero, possibilitando uma reação redox de quatro elétrons. Asadi afirma que, com a transferência de quatro elétrons, é possível armazenar mais energia no mesmo volume, resultando em maior densidade energética. O eletrólito sólido é mais seguro do que os eletrólitos líquidos inflamáveis usados nas baterias de íon-lítio, e sua estrutura impede a formação de dendritos de lítio e o descontrole térmico.

O projeto da primeira fase do Joules-1K custou 1,5 milhão de dólares, e a equipe do Instituto de Tecnologia de Illinois já demonstrou uma densidade energética de 1000 Wh/kg no nível da célula e 1000 ciclos de carga e descarga com capacidade limitada. A segunda fase recebeu um contrato de 3,2 milhões de dólares para desenvolver células de bateria protótipo do tipo pouch voltadas para drones. Os parceiros do projeto incluem o Laboratório Nacional de Rocky Mountain e o Centro de Pesquisa Tecnológica da RTX.

Incluindo os equipamentos auxiliares no nível do pacote de baterias, a densidade energética atual do pacote é de cerca de 700 Wh/kg. O objetivo do Joules-1K é atingir 1000 Wh/kg no nível do pacote. Asadi afirma que a empresa tem um caminho para alcançar a meta de 2000 Wh/kg no futuro.

A Air Energy concluiu uma rodada de financiamento seed com excesso de subscrição, liderada pela Resolute Venture Partners, investidora inicial da SpaceX e da Tesla. O cofundador e CEO, Benjamin Drake, afirma que o objetivo da segunda fase é escalar a tecnologia. A empresa adota uma abordagem de design voltada para a fabricação, está estabelecendo uma linha de prototipagem inicial de P&D e reduzindo os riscos do processo roll-to-roll para tornar a tecnologia compatível com equipamentos tradicionais de fabricação de baterias. A empresa planeja estabelecer uma linha de produção piloto em Chicago, possivelmente no Centro Nacional de Segurança Cibernética de Manufatura MxD, e espera-se que essa capacidade de fabricação em escala piloto seja iniciada em 2027.