Cientistas fotografam átomos de lítio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/07/2003

Em um trabalho que poderá auxiliar no desenvolvimento de melhores baterias para computadores portáteis, telefones celulares e carros elétricos, pesquisadores conseguiram as primeiras imagens de átomos individuais de lítio, componente chave na construção das mais modernas baterias. Somente átomos de hidrogênio e hélio são menores e mais leves do que os átomos de lítio.

"A visualização de átomos de lítio é um feito novo e significante, com implicações como um melhor entendimento não apenas dos componentes de baterias de íons de lítio mas também de muitos outros materiais eletrocerâmicos," afirma Yang Shao-Horn, do MIT (Massachusetts Institute of Technology - Estados Unidos), principal autora do artigo que relatou a descoberta no número de 15 de Junho último da revista Nature Materials. Assinam ainda o artigo os pesquisadores Laurence Croguennec e Claude Delmas, da Universidade de Bordeaux (França), e Chris Nelson e Michael O'Keefe do Lawrence Berkeley National Laboratory (Estados Unidos).

A imagem mostra o resultado do trabalho após um tratamento gráfico da foto, feita com um microscópio eletrônico de transmissão. Ela mostra a disposição dos átomos de lítio entre átomos de cobalto e oxigênio num cristal de um composto chamado óxido de lítio-cobalto (LiCoO₂).

O LiCoO₂ é comumente utilizado nos eletrodos positivos de baterias recarregáveis de lítio, cuja operação é baseada na inserção e remoção reversíveis de íons de lítio entre os eletrodos positivo e negativo.

Largamente utilizadas em bateriais de computadores portáteis, câmeras digitais e muitos outros equipamentos, as baterias de íons de lítio armazenam mais energia em relação ao peso, operam em voltagens mais altas e retêm carga por muito mais tempo do que outras baterias recarregáveis. Mas, com a contínua diminuição do tamanho dos equipamentos e com as exigências dos usuários no sentido da incorporação de mais recursos em cada um deles, aumentam também as exigências sobre as baterias, que devem ficar menores e fornecer cada vez mais energia.

Para aumentar seu desempenho, os pesquisadores precisam entender como os átomos dos materiais utilizados nos eletrodos, e os espaços deixados pela movimentação dos íons, são dispostos tridimensionalmente em escala atômica. Embora a estrutura do LiCoO₂ já fosse conhecida de forma teórica, nenhuma técnica até agora havia permitido a visualização dos átomos, mesmo com a utilização de microscópios eletrônicos.