p Nova pesquisa liderada por um engenheiro elétrico da Universidade da Califórnia, San Diego tem como objetivo melhorar as baterias de íons de lítio por meio de possíveis novas arquiteturas de eletrodo com designs precisos em nanoescala. Os pesquisadores apresentaram nanofios que bloqueiam a difusão de lítio através da superfície de silício do fio e promovem a litiação axial camada por camada do núcleo de germânio do nanofio. p Shadi Dayeh, professor do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs, explicou que este trabalho poderia levar a "uma maneira eficaz de adaptar a expansão do volume dos eletrodos da bateria de íon de lítio, o que poderia potencialmente minimizar sua rachadura, melhorar sua durabilidade, e talvez influencie como alguém poderia pensar sobre diferentes arquiteturas de eletrodo. "

p A pesquisa foi publicada recentemente na revista. Nano Letras no artigo "Adaptando o comportamento de litiação por engenharia de interface e bandgap na nanoescala."

p Ao revestir nanofios de germânio com silício, os pesquisadores pararam quase toda a difusão superficial de íons de lítio nos nanofios. Em vez de, difusão de lítio, conhecido como litiação, ocorreu camada por camada ao longo do eixo do nanofio, em contraste com a superfície do nanofio, que não era coberta com silício.

p "Esses resultados demonstram pela primeira vez que a interface e a engenharia de bandgap de reações eletroquímicas podem ser utilizadas para controlar os caminhos de inserção / transporte iônico em nanoescala e, portanto, pode ser uma nova ferramenta para definir as reações eletroquímicas em baterias de íon-lítio, "os pesquisadores escrevem em seu artigo sobre Nano Letters.

p Assista a um vídeo que mostra a litiação axial do núcleo de germânio de um nanofio revestido de silício, bem como a difusão radial de lítio em um nanofio de germânio não revestido. O vídeo é do Laboratório de Biointerfaces e Eletrônica Integrada de Dayeh na UC San Diego e colaboradores do Sandia National Laboratories.

p Ouça uma conversa de áudio com Shadi Dayeh no SoundCloud.

p Este trabalho baseia-se em pesquisas que demonstram um excelente controle sobre a heteroestruturação de germânio / silício (Ge / Si), que Dayeh e colegas publicaram recentemente como um artigo de capa em Cartas de Física Aplicada e uma carta de apresentação no jornal Nano Letras .

p Dayeh cultivou os nanofios durante seu tempo como pesquisador de pós-doutorado no Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL). Os experimentos de litiação foram realizados por dois pesquisadores de pós-doutorado do Sandia National Laboratories, Drs. Yang Liu e Xiaohua Liu, e os pesquisadores de pós-doutorado de Dayeh trabalhando no LANL. Dayeh formulou o mecanismo e executou a análise e as simulações depois de ingressar no corpo docente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs.

p Fontes de financiamento para esta pesquisa incluem nanoestruturas para armazenamento de energia elétrica (NEES), um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia (EFRC) fundado pelo Departamento de Energia dos EUA, Laboratório Nacional de Los Alamos, SandiaNational Laboratories, e UC San Diego.