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Cientistas sul-coreanos desenvolvem estrutura de nanotubos de apenas 300 nanômetros para reduzir o desgaste das baterias de lítio, superar limitações de durabilidade e abrir caminho para carros elétricos mais leves e eficientes
Escrito por Felipe Alves da Silva
Publicado em 29/10/2026 às 00:03
Atualizado em 29/10/2026 às 00:05
Ciência e Tecnologia
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Pesquisadores da KAIST adaptaram uma técnica utilizada na fabricação de semicondutores para criar nanotubos de cobre que quadruplicam a área disponível para deposição de lítio e ajudam a proteger as baterias contra a degradação durante o carregamento.
Uma equipe de cientistas sul-coreanos desenvolveu uma estrutura de nanotubos de 300 nanômetros que pode ajudar a resolver um dos principais problemas das baterias de lítio de próxima geração: a perda de desempenho provocada pelo acúmulo irregular do metal durante os ciclos de carregamento.
A descoberta foi apresentada pelo Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) e divulgada pelo ScienceDaily, em 28 de outubro de 2026.
A tecnologia utiliza um processo de fabricação originalmente empregado na indústria de semicondutores para modificar a superfície interna das baterias, permitindo que o lítio se distribua de maneira mais uniforme.
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O desenvolvimento pode contribuir para a fabricação de baterias menores, mais leves e com maior capacidade de armazenamento de energia, características especialmente importantes para aumentar a autonomia dos carros elétricos sem ampliar o tamanho dos conjuntos de baterias.
O projeto foi conduzido pelos professores Jinwoo Lee e Hee-Tae Jung, do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da KAIST, em colaboração com pesquisadores da Universidade Nacional de Kyungpook e do National NanoFab Center.
O problema das baterias de lítio que limita a autonomia dos carros elétricos
A pesquisa concentra-se nas chamadas baterias sem ânodo convencional, uma arquitetura que elimina componentes tradicionalmente utilizados para armazenar lítio, como o grafite.
Nas baterias convencionais de íons de lítio, o grafite funciona como material de armazenamento do lítio durante o carregamento.
Na configuração investigada pelos pesquisadores sul-coreanos, o metal é depositado diretamente sobre uma fina folha de cobre, dispensando a necessidade de uma camada separada de material anódico.
Essa diferença permite reduzir a quantidade de materiais utilizados na construção da bateria.
Com menos componentes ocupando espaço e acrescentando peso, torna-se possível aumentar a densidade energética do sistema, uma característica fundamental para veículos elétricos.
Existe, porém, um obstáculo técnico.
Durante sucessivos ciclos de carga e descarga, o lítio nem sempre se deposita uniformemente sobre a superfície de cobre.
O material pode formar estruturas ramificadas e pontiagudas conhecidas como dendritos, que prejudicam o desempenho da bateria.
O crescimento dessas estruturas, combinado com a instabilidade da camada protetora que se forma sobre o lítio, acelera a deterioração da célula.
Segundo o ScienceDaily, tentativas anteriores de enfrentar esse problema envolveram a introdução de lítio adicional ou a aplicação de revestimentos protetores mais espessos.
Embora essas soluções possam reduzir determinados mecanismos de degradação, também acrescentam peso e volume, comprometendo uma das principais vantagens das baterias sem ânodo.
A equipe sul-coreana procurou melhorar a durabilidade sem recorrer ao aumento significativo da quantidade de materiais.
Nanotubos de 300 nanômetros aumentam em quatro vezes a superfície disponível para o lítio
A solução encontrada pelos cientistas foi alterar a geometria da própria folha de cobre utilizada no interior da bateria.
Os pesquisadores desenvolveram uma superfície composta por pequenos tubos microscópicos, distribuídos de maneira organizada para oferecer mais pontos de deposição do lítio.
A estrutura foi produzida por meio de uma técnica denominada secondary sputtering lithography (SSL), adaptada dos processos de fabricação de dispositivos semicondutores.
A precisão dessa técnica permitiu criar tubos com dimensões extremamente reduzidas.
DIMENSÕES DA TECNOLOGIA
300 nm
Diâmetro de cada tubo
150 nm
Altura de cada tubo
4 vezes
Área superficial disponível
10 nm
Espessura do revestimento MXene
Dados apresentados pelo ScienceDaily com base na pesquisa conduzida pela KAIST.
Apesar das dimensões microscópicas, os tubos aumentaram a área superficial disponível para deposição do lítio para aproximadamente quatro vezes a de uma folha plana de cobre.
Essa mudança altera a maneira como o metal se acumula durante o carregamento.
Em vez de se concentrar em poucos pontos e favorecer a formação de estruturas pontiagudas, o lítio encontra uma superfície com maior quantidade de locais disponíveis para deposição.
O princípio pode ser comparado à divisão de um grande estacionamento em vagas individuais, permitindo distribuir os veículos de maneira organizada.
A consequência esperada é uma deposição mais uniforme do metal, reduzindo as condições que favorecem a formação de dendritos.
A importância da descoberta está justamente na utilização de uma modificação estrutural extremamente pequena para enfrentar um problema que afeta diretamente a vida útil das baterias.
Revestimento de apenas 10 nanômetros cria uma proteção adicional
A estrutura de nanotubos foi combinada com outra inovação: um revestimento ultrafino de MXene, material bidimensional aplicado sobre a superfície de cobre.
A camada possui aproximadamente 10 nanômetros de espessura, dimensão equivalente a apenas uma pequena fração da espessura de um fio de cabelo humano.
O papel do MXene não é simplesmente formar uma barreira física.
Segundo os pesquisadores, o material funciona como uma base que favorece o desenvolvimento de uma camada protetora mais estável durante o funcionamento da bateria.
Nos experimentos realizados com um eletrólito à base de LiPF6, a superfície revestida com MXene estimulou a formação de uma camada rica em fluoreto de lítio, conhecido pela fórmula química LiF.
Essa proteção ajuda a limitar reações químicas indesejadas entre o lítio e o eletrólito.
Também contribui para restringir o crescimento das estruturas metálicas responsáveis pela deterioração da bateria.
Para investigar esse comportamento, a equipe examinou superfícies e cortes internos dos eletrodos, utilizando técnicas como espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, espectrometria de massa de íons secundários por tempo de voo e microscopia eletrônica de transmissão.
As observações confirmaram a formação uniforme de uma camada protetora nanométrica ao longo da superfície revestida com MXene.
O resultado mostra que a tecnologia atua simultaneamente sobre dois problemas: a distribuição irregular do lítio e a instabilidade das reações químicas na superfície do eletrodo.
Tecnologia dos semicondutores pode acelerar o desenvolvimento de baterias mais duráveis
Um dos aspectos mais relevantes do estudo é a utilização de técnicas de fabricação já conhecidas pela indústria de semicondutores.
A equipe demonstrou que métodos de microfabricação de alta precisão podem ser adaptados para construir superfícies capazes de melhorar o comportamento eletroquímico das baterias.
A estratégia evita depender exclusivamente de revestimentos espessos ou da introdução de quantidades adicionais de lítio.
Conforme explicou o professor Jinwoo Lee na publicação do ScienceDaily, os resultados mostram que técnicas de fabricação ultrafinas podem criar locais uniformes para deposição de lítio e favorecer uma camada protetora estável, sem exigir mudanças na formulação principal do eletrólito.
Essa característica é importante porque a proposta busca preservar a vantagem original das baterias sem ânodo: armazenar mais energia utilizando menos espaço e material.
A tecnologia ainda não representa uma bateria automotiva pronta para comercialização.
O ScienceDaily não informa uma autonomia adicional específica para veículos elétricos, nem apresenta uma data para a aplicação industrial da descoberta.
O avanço demonstrado está na arquitetura do eletrodo e nos mecanismos que contribuem para sua estabilidade.
Carros elétricos poderão utilizar baterias menores sem sacrificar a autonomia?
A possibilidade de construir baterias com maior densidade energética é uma das principais motivações para o desenvolvimento de células sem ânodo convencional.
Nos veículos elétricos, o conjunto de baterias ocupa espaço significativo e acrescenta peso ao automóvel.
Uma tecnologia capaz de armazenar mais energia na mesma quantidade de espaço poderia permitir a fabricação de conjuntos menores ou ampliar a autonomia sem exigir baterias maiores.
A contribuição dos pesquisadores sul-coreanos está em enfrentar a durabilidade, uma das barreiras que dificultam o aproveitamento comercial dessa arquitetura.
A combinação entre nanotubos de cobre e revestimento ultrafino de MXene oferece um caminho para estabilizar a deposição do lítio sem adicionar grandes quantidades de materiais.
O trabalho foi publicado on-line em 1º de setembro de 2026 na revista científica Advanced Functional Materials. Eunji Kim, Hyunju Jung e Jinuk Kim participaram como primeiros autores, com contribuição conjunta.
A pesquisa recebeu financiamento de programas sul-coreanos voltados ao desenvolvimento de nanotecnologia, materiais avançados, semicondutores e baterias.
A descoberta não estabelece quando a tecnologia chegará às linhas de produção, mas apresenta uma solução para um desafio central das baterias de lítio metálico: aumentar sua estabilidade sem comprometer os ganhos de peso e volume.
Se esse princípio puder ser aplicado em sistemas comerciais, a fabricação de baterias mais compactas poderá se tornar uma alternativa para melhorar a eficiência e a autonomia dos futuros carros elétricos.
Conteúdo reproduzido originalmente em: clickpetroleoegas por Felipe Alves da Silva.