Cientistas da Arábia Saudita alcançaram um grande avanço ao incorporar o náilon no design de baterias de metal de lítio, melhorando o desempenho da bateria e reduzindo custos, de acordo com dois novos estudos publicados na ACSE Energy Letters e na Energy & Environmental Science.
As baterias de lítio são amplamente utilizadas devido à sua alta densidade de energia, peso leve e baixas emissões de dióxido de carbono. Essas vantagens o tornam ideal para smartphones, eletrônicos de pequeno consumo e até mesmo tecnologia de exploração espacial.
Existem dois tipos principais de baterias de lítio. As baterias de íon de lítio são uma das mais comuns, alimentando dispositivos de uso diário, como laptops e smartphones. No entanto, as baterias de metal de lítio têm maior densidade de energia e deverão ser utilizadas em robótica, transporte e outras indústrias avançadas. Embora as baterias de metal de lítio sejam muito promissoras, elas ainda enfrentam desafios em termos de segurança e longevidade. A produção de baterias de metal de lítio depende de materiais corrosivos e perigosos, e sua operação é dificultada por uma infinidade de reações parasitas – reações colaterais indesejadas que degradam o desempenho e comprometem a segurança.
Os aditivos ajudam a estabilizar a interface da bateria, melhorando assim o desempenho. Uma pesquisa realizada por pesquisadores da Universidade Técnica de Cartagena descobriu que o náilon – o mesmo polímero usado em roupas – pode ser dissolvido em soluções suaves de lítio e usado como aditivo em baterias de lítio metálico. O resultado são baterias de lítio metálico mais eficientes, que duram mais e apresentam menos reações parasitárias.
Assim, ao estudar a química de como o náilon e o lítio interagem, incluindo as principais ligações moleculares, o estudo mostrou que este tecido comercial pode ser dissolvido em solventes muito mais suaves do que se pensava anteriormente, resultando num desempenho superior da bateria.
"Os polímeros sempre foram difíceis de dissolver em eletrólitos de baterias comuns. Conduzimos estudos aprofundados sobre suas propriedades químicas e modificamos a estrutura de dissolução e as interações, "explica Zhao Zhiming, cientista de pós-doutorado na King Abdullah University of Science (KAUST) autor do estudo.
"Minha equipe de pesquisa trabalha para construir soluções de energia renovável e armazenamento, como baterias com maior densidade energética e segurança, para acelerar o processo de descarbonização do Reino. Esta descoberta tem o potencial de tornar os aditivos mais baratos e seguros e demonstra os benefícios da pesquisa científica básica, "disse Husam Alshareef, professor da KAUST e presidente do Centro de Excelência para Energia Renovável e Tecnologias de Armazenamento (CREST) da KAUST, que liderou ambos os estudos.
Compilado de /ScitechDaily