Os sistemas de lítio-oxigênio poderiam algum dia superar as baterias de íon-lítio atuais devido ao seu potencial para alta densidade de energia. Contudo, uma série de questões importantes, por exemplo, sua fraca estabilidade eletroquímica deve ser tratada antes que esses sistemas possam competir com sucesso com as baterias recarregáveis ​​atuais. Hoje, no ACS Central Science , pesquisadores relatam um novo tipo de cátodo, o que poderia tornar as baterias de lítio-oxigênio uma opção prática.

Xin-Bo Zhang e colegas observam que a maioria dos problemas associados aos sistemas de bateria de lítio-oxigênio surgem de duas espécies de oxigênio altamente reduzidas que reagem prontamente com o eletrólito e o cátodo. O carbono é um cátodo comum de forte desempenho, mas é instável nesses sistemas. Então, a equipe levantou a hipótese de que a chave para desbloquear o potencial das baterias de lítio-oxigênio poderia ser a criação de cátodos que não são reativos às espécies de oxigênio reduzido, mas que ainda tem o mesmo altamente condutivo, baixo peso, características porosas dos cátodos de carbono. Os pesquisadores conseguiram criar um cátodo ultraleve totalmente metálico.

O projeto incorporou três formas de níquel, incluindo um interior de níquel nanoporoso e uma superfície de liga de ouro-níquel diretamente ligada à espuma de níquel. Comparado aos cátodos de carbono, o sistema tem capacidade muito maior e é estável por 286 ciclos, que está entre os melhores para sistemas de oxigênio-lítio, e é quase competitivo com os atuais sistemas comerciais de íon-lítio. Experimentos posteriores mostraram que a estabilidade e o desempenho surgem tanto do metal usado quanto de sua estrutura nanoporosa, e que ambos os aspectos podem ser otimizados para melhorar ainda mais o desempenho.