As baterias de lítio-dióxido de carbono são sistemas atraentes de armazenamento de energia porque têm uma densidade de energia específica sete vezes maior do que as baterias de íon-lítio comumente usadas. Contudo, até agora, os cientistas não foram capazes de desenvolver um protótipo totalmente recarregável, apesar de seu potencial para armazenar mais energia.

Pesquisadores da Universidade de Illinois em Chicago são os primeiros a mostrar que as baterias de lítio-dióxido de carbono podem ser projetadas para operar de maneira totalmente recarregável, e eles testaram com sucesso um protótipo de bateria de lítio-dióxido de carbono executando até 500 ciclos consecutivos de processos de carga / recarga.

Suas descobertas são publicadas no jornal Materiais avançados .

"As baterias de lítio-dióxido de carbono são atraentes há muito tempo, mas na prática, não conseguimos um que seja realmente eficiente até agora, "disse Amin Salehi-Khojin, professor associado de engenharia mecânica e industrial na Faculdade de Engenharia da UIC.

Tradicionalmente, quando uma bateria de lítio-dióxido de carbono descarrega, produz carbonato de lítio e carbono. O carbonato de lítio é reciclado durante a fase de carga, mas o carbono apenas se acumula no catalisador, em última análise, levando à falha da bateria.

“O acúmulo de carbono não apenas bloqueia os sítios ativos do catalisador e impede a difusão do dióxido de carbono, mas também desencadeia a decomposição do eletrólito em um estado carregado, "disse Alireza Ahmadiparidari, primeiro autor do artigo e aluno de pós-graduação da UIC College of Engineering.

Salehi-Khojin e seus colegas usaram novos materiais em sua bateria experimental de dióxido de carbono para encorajar a reciclagem completa de carbonato de lítio e carbono. Eles usaram dissulfeto de molibdênio como catalisador catódico combinado com um eletrólito híbrido para ajudar a incorporar carbono no processo de ciclagem.

Especificamente, sua combinação de materiais produz um único composto de múltiplos componentes de produtos, em vez de produtos separados, tornando a reciclagem mais eficiente.

"Nossa combinação única de materiais ajuda a tornar a primeira bateria de dióxido de carbono de lítio neutro em carbono com muito mais eficiência e ciclo de vida de longa duração, o que permitirá que ele seja usado em sistemas avançados de armazenamento de energia, "Salehi-Khojin disse.