Energia

Lítio-silício: finalmente uma bateria melhor?

Lítio-silício: finalmente uma bateria melhor?
Os pesquisadores passaram a trabalhar com nanopartículas de silício já disponíveis comercialmente, criando um material com a mesma porosidade que os nanofios. [Imagem: Mingyuan Ge/Chongwu Zhou]

Baterias de lítio-silício

As baterias de íons de lítio são muito boas, mas virtualmente pararam no tempo em termos tecnológicos.

As tentativas para levá-las acima do seu limite deram resultados explosivos - literalmente.

A maior esperança para um salto tecnológico no armazenamento de energia a curto prazo está na associação do lítio com o silício.

O silício, mais conhecido pelo seu uso nos chips e nas células solares, consegue acomodar 10 vezes mais íons de lítio do que o carbono, atualmente usado no anodo das baterias de lítio.

Isso em termos teóricos.

Na prática, a equipe da Dra Sibani Biswal (Universidade de Rice-EUA) obteve, no final de 2012, os melhores resultados reportados até agora.

Nanopartículas porosas

Resultados que acabam de ser superados pelo trabalho de Jiepeng Rong e seus colegas da Universidade Sul da Califórnia, nos Estados Unidos.

A equipe já havia conseguido um grande avanço usando nanofios de silício, mas os nanofios são frágeis e, embora funcionem bem em condições de laboratório, ainda não existem técnicas robustas para fabricá-los em escala industrial.

Por isso os pesquisadores passaram a trabalhar com nanopartículas de silício já disponíveis comercialmente, criando um material com a mesma porosidade que os nanofios - os poros são essenciais para que os íons de lítio fluam para fora e para dentro do anodo.

Enquanto o melhor resultado anterior (da Universidade de Rice) havia alcançado uma capacidade de 1.000 miliamperes-hora por grama (mAh/g) de material, o novo protótipo alcançou nada menos do que 1.500 mAh/g depois de 100 ciclos, com um decaimento de menos de 0,05% por ciclo.

Ciclos de carga

Enquanto a bateria original, usando nanofios, suportou 2.000 ciclos, o protótipo com nanopartículas durou apenas 200 ciclos, abaixo dos 500 estipulados pela equipe para que a tecnologia atinja a viabilidade comercial.

Contudo, com base nos resultados anteriores, e nos trabalhos de outras equipes, os pesquisadores avaliam que a tecnologia das baterias de lítio-silício deverá estar no mercado nos próximos dois a três anos.

Bibliografia:

Coaxial Si/anodic titanium oxide/Si nanotube arrays for lithium-ion battery anodes
Jiepeng Rong, Xin Fang, Mingyuan Ge, Haitian Chen, Jing Xu, Chongwu Zhou
Nano Research
Vol.: Published online
DOI: 10.1007/s12274-013-0294-x




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