Os pesquisadores da York University descobriram uma maneira de tornar as baterias alimentadas por lítio mais ecologicamente corretas, mantendo o desempenho, estabilidade e capacidade de armazenamento.

Baterias de íon-lítio usam substâncias tóxicas, metais pesados ​​que podem impactar o meio ambiente quando são extraídos do solo e são difíceis de descartar com segurança. O cobalto é um desses metais pesados, usado em eletrodos de bateria. Parte do problema é que o lítio e o cobalto não estão disponíveis em abundância, e os suprimentos estão diminuindo.

O uso de materiais orgânicos é o caminho a seguir e isso tem feito cientistas como o Professor Thomas Baumgartner da Faculdade de Ciências e sua equipe ocupados desenvolvendo e testando novas moléculas para encontrar as certas para substituir os metais raros atualmente em uso.

"Os materiais orgânicos do eletrodo são considerados materiais extremamente promissores para baterias sustentáveis ​​com recursos de alta potência, " ele diz.

Seu mais recente avanço é a criação de uma nova molécula orgânica à base de carbono que pode substituir o cobalto agora usado em cátodos ou eletrodos positivos em baterias de íon-lítio. O novo material aborda as deficiências do material inorgânico, mantendo o desempenho.

"Eletrodos feitos com materiais orgânicos podem fazer manufatura em larga escala, reciclar ou descartar esses elementos de forma mais ecológica, "diz Baumgartner." O objetivo é criar baterias sustentáveis ​​que sejam estáveis ​​e tenham capacidade igualmente boa, senão melhor. "

A pesquisa é publicada e capa da edição de março da revista. Baterias e Supercaps , uma publicação ChemPubSoc.

"Com esta classe particular de moléculas que fizemos, o componente eletroativo é muito adequado para baterias, pois é muito bom no armazenamento de cargas elétricas e tem boa estabilidade de longo prazo, " ele diz.

Baumgartner e seu grupo relataram anteriormente sobre o componente eletroativo em um artigo publicado na revista Advanced Energy Materials.

“Otimizamos esse componente eletroativo e o colocamos em uma bateria. Ele tem uma voltagem muito boa, até 3,5 volts, que é realmente onde as baterias atuais estão agora, "ele diz." É um passo importante na fabricação de baterias totalmente orgânicas e sustentáveis. "

Baumgartner, junto com os pesquisadores de pós-doutorado Colin Brides e Monika Stolar, também demonstraram que este material é estável em operação de longo prazo, com capacidade de carga e descarga por 500 ciclos. Uma das desvantagens dos eletrodos inorgânicos é que eles geram calor significativo durante o carregamento e requerem taxas de descarga limitadas por razões de segurança. Esta nova molécula resolve essa lacuna.

O próximo passo, diz Baumgartner, é melhorar ainda mais a capacidade. Sua equipe está atualmente desenvolvendo a próxima geração de moléculas que prometem aumentar a capacidade atual.