Pesquisadores do Centro Skoltech para Ciência e Tecnologia de Energia (CEST) criaram um novo material catódico baseado em fosfato de fluoreto de titânio, que alcançou desempenho de energia superior e operação estável em altas correntes de descarga. Os resultados de seu estudo foram publicados em Nature Communications .

Hoje, o rápido desenvolvimento do transporte elétrico e de fontes de energia renováveis ​​exige acessibilidade comercial, soluções de armazenamento de energia seguras e econômicas baseadas em baterias de íons metálicos. O alto preço da tecnologia de íon de lítio existente é um grande obstáculo, o que é ainda mais exacerbado pela especulação de que o mundo pode em breve ficar sem lítio e cobalto essenciais para a produção do cátodo, que determina suas características funcionais e desempenho energético.

A busca por uma tecnologia alternativa envolve um enorme esforço para a criação de baterias usando elementos mais acessíveis e menos caros, como potássio em vez de lítio. Quanto ao cobalto, pode ser substituído pelos elementos mais comuns e ecológicos de ferro, manganês e titânio.

O décimo elemento mais comum na crosta terrestre, titânio é extraído em todo o mundo, e os principais reagentes contendo titânio estão facilmente disponíveis, estável e não tóxico. Mas, apesar dessas vantagens óbvias, o baixo potencial eletroquímico que limita a energia específica atingível da bateria tem sido um grande obstáculo para o uso de compostos de titânio em materiais catódicos.

Os cientistas da Skoltech conseguiram criar um material catódico avançado comercialmente atraente com base em fosfato de fluoreto de titânio, KTiPO ₄ F, exibindo um alto potencial eletroquímico e estabilidade sem precedentes em altas taxas de carga / descarga.

Professor Stanislav Fedotov, diz, "Este é um resultado excepcional que literalmente destrói o paradigma dominante há muito presente na" comunidade de baterias ", afirmando que os materiais à base de titânio podem funcionar apenas como ânodos, devido ao baixo potencial do titânio. Acreditamos que a descoberta do KTiPO de alta tensão ₄ F pode dar um novo impulso à pesquisa e ao desenvolvimento de novos materiais catódicos contendo titânio com propriedades eletroquímicas exclusivas. "

Professor Artem Abakumov, diretor do CEST, diz, "Do ponto de vista da química inorgânica e da química do estado sólido, este é um excelente exemplo que mostra mais uma vez que, em vez de seguir cegamente os dogmas geralmente aceitos, devemos olhar para as coisas com os olhos bem abertos. Se você escolher a composição química certa, estrutura cristalina e método de síntese, o impossível se torna possível e você pode encontrar novos materiais com propriedades inesperadas e novas oportunidades para aplicações práticas. Isso foi brilhantemente demonstrado pelo Professor Fedotov e sua equipe. "