As baterias estão entre nós há décadas, funcionam em vários dispositivos e logo dominarão o mundo, cobrindo o setor de transportes e viabilizando o armazenamento de energias renováveis. Curiosamente, isso não significa que entendemos tudo sobre baterias, inclusive seu funcionamento.
Há muitos anos, físicos e químicos tentam entender um grupo de óxidos metálicos, que se mostraram promissores como materiais para a próxima geração de baterias devido à sua misteriosa capacidade de armazenar significativamente mais energia do que deveria ser possível. Um novo passo foi conquistado!
São óxidos de metais de transição, compostos que incluem o oxigênio ligado ao ferro, níquel ou zinco.
A energia pode ser armazenada dentro desses óxidos, ao contrário do que ocorre em uma bateria de íons de lítio, onde a energia entra e sai dos materiais ou altera suas estruturas cristalinas para armazenar a energia. Agora, pesquisadores demonstraram que a capacidade de carga adicional também pode ser armazenada na superfície das nanopartículas de ferro formadas durante uma série de processos eletroquímicos.
Um novo passo para armazenar carga
Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu recentemente que esses óxidos metálicos possuem maneiras únicas de armazenar energia, diferentes dos mecanismos clássicos de armazenamento eletroquímico. Além disso, descobriram também vários tipos de compostos com até três vezes a capacidade de armazenamento de energia em comparação com os materiais usados hoje nas baterias de íons de lítio.
O professor Guihua Yu, da Universidade do Texas, destaca:
Por quase duas décadas, a comunidade de pesquisa ficou perplexa com as capacidades desses materiais, além de seus limites teóricos. Agora, este trabalho apresenta a primeira evidência experimental para mostrar que a carga extra é armazenada por meio do mecanismo de armazenamento espacial de carga.
Desde então, as análises realizadas por uma técnica chamada magnetometria, mostraram que os óxidos de metais de transição apresentam uma forte capacidade de armazenar energia nas superfícies das nanopartículas metálicas que os formam e essa característica permite que um grande número de elétrons se acumule nessas superfícies, explicando a carga extra retida em muitos materiais.
Por enquanto, é importante destacar que a descoberta não significa que melhores baterias de íons de lítio estarão disponíveis em breve, mas o entendimento do fenômeno é essencial para sua exploração de forma consistente e robusta. Atualmente, as baterias mais adiantadas em termos de desenvolvimento são as conhecidas comercialmente como zinco-ar e algumas de suas variações.
______________________________________________________________________________
Bibliografia: Inovação Tecnológica e Artigo: Extra storage capacity in transition metal oxide lithium-ion batteries revealed by in situ magnetometry. Revista: Nature Materials. DOI: 10.1038/s41563-020-0756-y.
Se você gostou, não deixe de participar através de sugestões, críticas e/ou dúvidas. Aproveitem para assinar o Blog, curtir a Página no Facebook, interagir no Grupo do Facebook, além de acompanhar publicações e ficar por dentro do Projeto Universo NERD, de sorteios, concursos e demais promoções.
Postar um comentário
Você precisa fazer o login para publicar um comentário.