Energia

Nanofios de silício aumentam capacidade de baterias de lítio em 10 vezes

Nanofios de silício aumentam capacidade de baterias de lítio em 10 vezes
Imagem feita por microscópio eletrônico mostra os nanofios antes e depois de absorverem o lítio.[Imagem: Cortesia Nature Nanotechnology]

As baterias recarregáveis de lítio vêm apresentando melhoramentos contínuos, embora alguns descuidos na sua produção tenham levado recentemente a uma série de acidentes.

Reinvenção das baterias de lítio

Agora, pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, descobriram que a utilização de nanofios de silício na fabricação de baterias de íons de lítio poderá ter o efeito de uma tecnologia disruptiva, aumentando a capacidade dessas baterias por um fator de 10.

"Não é uma pequena melhoria. É um desenvolvimento revolucionário," afirma o pesquisador Yi Cui, um dos desenvolvedores da nova técnica e que já fala em reinvenção das baterias de íons de lítio.

Notebooks e veículos elétricos

Pelos cálculos do pesquisador, uma bateria com os seus nanofios poderá alimentar os mais modernos notebooks por até 20 horas ininterruptas.

Um avanço dessa magnitude poderá mudar também a forma como os fabricantes de veículos híbridos e elétricos olham para as baterias de lítio. Multiplicar a autonomia dos veículos elétricos por um fator de 10 simplesmente trocando suas baterias sem dúvida nenhuma é um atrativo e tanto.

Anodo de silício

A capacidade de armazenamento de carga das baterias de íons de lítio é limitada pela quantidade de lítio que pode ser retido no anodo da bateria. Esses anodos normalmente são feitos de carbono.

O silício é mais eficiente, mas se degrada rapidamente porque ele se expande quando recebe íons positivos - durante o recarregamento da bateria - e se encolhe quando os íons saem - durante o uso da bateria. O anodo de silício praticamente se pulveriza em pouco tempo, inutilizando a bateria.

Nanofios de silício

A equipe do Dr. Cui resolveu esse problema utilizando nanofios de silício. Durante o recarregamento da bateria, quando recebem os íons positivos de lítio, os nanofios de silício chegam a aumentar quatro vezes de tamanho. Mas, ao contrário das estruturas macroscópicas, elas não fraturam quando o lítio sai.

A invenção já foi patenteada e os cientistas esperam poder colocá-la no mercado em pouco tempo, já que a tecnologia de manipulação do silício é largamente conhecida, não representando nenhum obstáculo para a fabricação das novas baterias de nanofios em escala industrial.

Bibliografia:

High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires
Candace K. Chan, Hailin Peng, Gao Liu, Kevin McIlwrath, Xiao Feng Zhang, Robert A. Huggins, Yi Cui
Nature Nanotechnology
16 December 2007
DOI: 10.1038/nnano.2007.411




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