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Eletrodos especiais para operação com bateria em clima frio

26.06.2022

Sabe-se que temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água têm um efeito muito prejudicial nos parâmetros básicos das baterias de íon-lítio. No contexto de carros elétricos e outros veículos, isso significa distâncias de viagem mais curtas, tempos de carregamento mais longos, problemas com sistemas de frenagem regenerativa e muito mais. Portanto, engenheiros e cientistas envolvidos no desenvolvimento de novas baterias prestam muita atenção não apenas para aumentar sua capacidade, mas também para garantir a operação ininterrupta em temperaturas extremas.

Algumas montadoras, principalmente a Ford, equipam as baterias de seus carros com sensores de temperatura e aquecedores que mantêm a temperatura da bateria dentro de limites aceitáveis. Ao mesmo tempo, parte da energia das baterias é gasta para aquecê-las, o que reduz a autonomia de viagem de um carro elétrico. Outros fabricantes de baterias usam eletrólitos especiais que podem operar em temperaturas abaixo de zero.

Na mesma área, existe um grupo que inclui cientistas de várias instituições científicas chinesas. Eles realizaram pesquisas, cujos resultados mostraram que um dos componentes vulneráveis da bateria, responsável pela perda de capacidade quando a temperatura cai, é o ânodo, um dos dois eletrodos da bateria. Como regra, os ânodos são feitos de grafite, que possui uma superfície plana e lisa. Assim, os cientistas chineses começaram a experimentar várias alternativas e, eventualmente, encontraram uma solução muito promissora.

Os cientistas pegaram o material compósito ZIF-67 (estrutura de imidazolato de zeólita contendo cobalto) e o aqueceram a uma alta temperatura, resultando na formação de nanoesferas de carbono de 12 lados. Essas minúsculas estruturas possuem uma superfície muito desenvolvida, além disso, possuem excelente condutividade elétrica. Ao pressionar o material resultante, os pesquisadores fizeram um ânodo em forma de moeda para uma bateria com um cátodo de metal de lítio.

Os experimentos realizados mostraram que a bateria criada fornece características estáveis durante o carregamento e descarregamento na faixa de temperatura de 25 a -20 graus Celsius. Em temperaturas abaixo de zero, a capacidade da bateria ainda cai, mas apenas ligeiramente, para 85,9% de sua capacidade original, o que não é comparável às baterias tradicionais de íons de lítio. E mesmo a uma temperatura de -35 graus Celsius, a bateria com o novo ânodo foi capaz de assumir a carga e quase completamente entregá-la durante o processo de descarga.

Os cientistas acreditam que a implementação dos resultados de seu trabalho pode expandir significativamente a funcionalidade das baterias de íons de lítio em condições ambientais extremas. E não apenas carros elétricos, mas também drones para diversos fins, naves espaciais e muito mais podem se beneficiar disso.

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Energia do espaço para Starship 08.05.2024

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Novo método para criar baterias poderosas 08.05.2024

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Música de Mozart pode ajudar a reduzir ataques de epilepsia 24.02.2023

Segundo pesquisa de cientistas do Dartmouth College (EUA), ouvir a "Sonata para Dois Pianos em Ré Maior K.448" de Wolfgang Amadeus Mozart por 30 segundos reduz os surtos de atividade neuronal. Eles são responsáveis por crises epilépticas em pacientes que não respondem às terapias convencionais.

Um alto número de picos neuronais está associado à perda de memória ou declínio cognitivo e até mesmo a uma maior incidência de crises epilépticas. Os tratamentos que podem reduzir esses picos ajudarão as pessoas com epilepsia.

Os cientistas conduziram um experimento envolvendo 16 voluntários que não responderam ao tratamento tradicional para crises epilépticas. Eles foram convidados a ouvir a música de Mozart por 15 segundos. Também foram testados outros gêneros musicais diferentes, entre os quais foram apresentadas obras modernas. Mas foi a música de Mozart que teve o efeito desejado nos pacientes. Os especialistas explicam isso pelo fato de a sonata ter um efeito benéfico na atividade cerebral.

Em 1993, muitos pesquisadores descobriram o chamado efeito Mozart. Ouvir a "Sonata para dois pianos em ré maior K.44" por 10 minutos melhorou a percepção do espaço. Ao mesmo tempo, o QI dos alunos aumentou 8/9 pontos, porém, apenas alguns minutos.

Para explicar esse efeito, os especialistas monitoraram os cérebros dos pacientes enquanto ouviam a sonata para possíveis "explosões" cerebrais ou distúrbios explosivos intermitentes (IEPs). Acontece que eles diminuíram depois de ouvir música por 30 segundos.

Para quem ouviu a peça na íntegra, os efeitos positivos da música se intensificaram à medida que passavam de uma passagem da sonata para outra. Isso evoca um pressentimento no ouvinte, criando uma "resposta emocional positiva" capaz de tranqüilizar o paciente.

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