Baterias de lítio-íon mais rápidas e mais fortes podem estar em nosso futuro

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A bateria de lítio-íon em seu telefone pode parecer um pedaço sólido de plástico de produção de energia à primeira vista, mas se você abrir e dar uma olhada, veria que há um líquido dentro. Isso ocorre porque a maioria das baterias de ions de lítio são compostas por várias partes: dois eletrodos sólidos, separados por uma membrana polimérica infundida com um eletrólito líquido ou gel.
Agora, os pesquisadores do MIT acreditam que deram os primeiros passos no desenvolvimento de baterias de lítio-íon de estado sólido, de acordo com uma nova pesquisa publicada em Advanced Energy Materials. O non-nerd diz, que basicamente significa baterias que poderiam armazenar mais energia – o que significa menos viagens a uma tomada.
O relatório da equipe foi co-autoria de alunos de pós-graduação Frank McGrogan e Tushar Swamy. Eles investigaram a mecânica de sulfetos de lítio, que poderia algum dia substituir o líquido como uma forma mais estável e sólida de eletrólito.
Trocar os eletrólitos líquidos por sólidos pode ser um grande passo. As baterias totalmente sólidas provavelmente seriam capazes de armazenar mais energia, “libra por libra”, no nível da bateria do que os atuais pacotes de íon de lítio. Eles também seriam muito menos instáveis, uma vez que os dendritos, que são projeções metálicas que às vezes crescem através de camadas de eletrólito líquido, seria menos provável de ocorrer.
A equipe de pesquisa procurou testar a resistência à fratura do sulfeto, que é essencial para o papel do material em uma bateria de lítio-íon. Se ele é muito quebradiço e não pode lidar com as tensões de ciclo contínuo de energia, ele poderia rachar e abrir espaço para os mesmos dendritos para formar.
A pesquisa enfrentou um obstáculo significativo, no entanto: o sulfeto é tão sensível às condições de sala que não pode ser experimentado ao ar livre. Para testar o material, a equipe colocou o sulfeto em um banho de óleo mineral para evitar que ele reagisse antes de ser medido por suas propriedades mecânicas. Esta foi a primeira experiência para testar as propriedades de fratura do sulfeto de lítio.
Após o teste, os pesquisadores concluíram que o material realmente quebra sob condições de alta pressão, “como um pedaço de vidro quebradiço”.
Dito isto, o conhecimento adquirido poderia permitir que a equipe construísse novos sistemas de bateria “calculando quanta pressão o material pode tolerar antes que se quebre”, de acordo com a professora associada do MIT, Krystyn Van Vliet, que contribuiu para a pesquisa.
O co-autor Frank McGrogan concorda. Esta forma exata do sulfeto não será o material sólido que o torna na forma de baterias de íon de lítio que usamos hoje. Mas desde que a equipe pode estudar suas propriedades e projetar sistemas de bateria novos em torno desse conhecimento, um dia poderia ainda ter o potencial para o uso.
“Você tem que projetar em torno desse conhecimento”, disse ele.

 

Fonte: http://mashable.com/2017/02/06/mit-research-solid-lithium-ion-battery/?utm_cid=hp-r-1#4O48cVvqAmqa

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