Usar o silício como ânodo nas baterias de íons de lítio é um santo graal para os pesquisadores da área. A capacidade de armazenamento de energia do silício é 10 vezes maior que os ânodos de grafite atuais, o que pode traduzir para dobrar a capacidade de toda a bateria. O problema é que o silício é instável e, até agora, os cientistas não encontraram uma maneira de produzir anodos de silício puro.
Para ajudar a mitigar os efeitos redutores dos ânodos de silício, os pesquisadores da Universidade da Finlândia Oriental (UEF) criaram um material híbrido composto de silício mesoporoso (PSi) e nanotubos de carbono (CNTs).
“O progresso da pesquisa LIB (bateria de íons de lítio) é muito empolgante, e queremos contribuir com o nosso conhecimento relacionado a estruturas mesoporosas de silício”, disse o professor da UEF Vesa-Pekka Letho.
As micropartículas de PSi são feitas a partir das cinzas das cascas de cevada, usando um processo que extrai silício poroso amorfo de fitólitos, que são abundantes nas cinzas. Usando um processo chamado “conjugação química”, a equipe combina PSi e CNTs com a polaridade adequada, para que o material não impeça a difusão de íons de lítio no silício. Os cientistas descobriram que, usando o método de conjugação correto, a condutividade e a durabilidade do ânodo foram melhoradas.
A equipe continua trabalhando com o objetivo de desenvolver um ânodo de silício puro com um eletrólito sólido. Ele espera mitigar alguns dos problemas de segurança inerentes às baterias de íons de lítio e às interfaces instáveis de eletrólitos sólidos.
“Esperamos que a UE invista mais na pesquisa básica de baterias para pavimentar a onda de baterias de alto desempenho e apoiar a competitividade da Europa neste campo”, disse Letho. “O roteiro do Battery 2030+ seria essencial para apoiar esse progresso.”
Se você estiver interessado nos detalhes técnicos, a equipe publicou dois trabalhos sobre seu processo. “A conjugação com nanotubos de carbono melhora o desempenho do silício mesoporoso como ânodo da bateria de íons de lítio” foi publicado na Scientific Reports em março. “O uso em cascata de cinzas de casca de cevada para produzir silício para ânodos compostos de baterias de íons de lítio” pode ser encontrado na edição de abril de Materials, Chemistry and Physics.
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