Cientistas da Universidade de Birmingham estão abrindo caminho para trocar o lítio das baterias de íon-lítio por sódio, de acordo com pesquisa publicada no Jornal da American Chemical Society .

As baterias de íon de lítio (LIB) são recarregáveis ​​e amplamente utilizadas em laptops, telefones celulares e em veículos híbridos e totalmente elétricos. O veículo elétrico é uma tecnologia crucial para combater a poluição nas cidades e realizar uma era de transporte limpo sustentável.

No entanto, o lítio é caro e os recursos são distribuídos de forma desigual pelo planeta. Grandes quantidades de água potável são usadas na extração de lítio e as técnicas de extração estão se tornando mais intensivas em energia à medida que a demanda por lítio aumenta - um "objetivo próprio" em termos de sustentabilidade.

Com a crescente demanda por carros elétricos, a necessidade de baterias recarregáveis ​​confiáveis ​​está aumentando dramaticamente, portanto, há um grande interesse em encontrar um carregador diferente de lítio que seja barato e de fácil acesso.

O sódio é barato e pode ser encontrado na água do mar, portanto, é virtualmente ilimitado. Contudo, o sódio é um íon maior do que o lítio, portanto, não é possível simplesmente "trocá-lo" por lítio nas tecnologias atuais. Por exemplo, ao contrário do lítio, o sódio não caberá entre as camadas de carbono do ubíquo ânodo LIB, grafite.

Os cientistas precisavam encontrar novos materiais para atuar como componentes de bateria para baterias de íon de sódio que irão competir com o lítio pela capacidade, velocidade de carga, energia e densidade de potência.

Executando modelos de mecânica quântica em supercomputadores, A equipe do Dr. Andrew Morris do Departamento de Metalurgia e Materiais da Universidade de Birmingham foi capaz de prever o que acontece quando o sódio é inserido no fósforo.

Em colaboração com a Dra. Lauren Marbella e a equipe da Professora Clare Grey na Universidade de Cambridge, que realizou os experimentos que verificaram as previsões, eles descobriram que o fósforo forma hélices em estágios intermediários de carregamento.

Os pesquisadores identificaram a composição final do eletrodo, que fornece uma capacidade final de portadores de carga sete vezes maior do que a grafite para o mesmo peso. Isso nos dá novas percepções sobre como fazer ânodos de íons de sódio de alta capacidade.

Dr. Andrew Morris disse:"Esta é uma grande vitória para a ciência de materiais computacionais. Previmos como o fósforo se comportaria como um eletrodo em 2016 e agora podemos, com a equipe do Professor Grey para fornecer insights sobre experimentos e aprender como fazer nossas previsões melhores. É incrível como as abordagens experimentais e teóricas combinadas são poderosas. "