Uso de micro-ondas para produção de baixo custo de nanocompósitos de fosfato metálico alcalino para uso em baterias de íons de sódio
Processo de síntese de fosfato de ferro sódico através de moagem de bolas e micro-ondas e montagem de baterias e supercapacitores relacionados. Crédito:Relatórios Científicos (2022). DOI:10.1038/s41598-022-20329-x
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Tecnologia Avançada e Novos Materiais no Egito desenvolveu uma maneira rápida e barata de sintetizar nanocompósitos de fosfato metálico alcalino para uso em baterias de íons de sódio. Em seu artigo publicado na revista
Scientific Reports , o grupo descreve seu processo e como funcionou.
Com o crescimento contínuo da demanda por produtos movidos a bateria, como carros e telefones, há uma atenção cada vez maior voltada para as baterias. O padrão atual é a bateria de íons de lítio. Mas o lítio está ficando mais difícil de encontrar, pois não é muito abundante, então os cientistas estão procurando uma boa alternativa. Até agora, as baterias de íons de sódio parecem ser as mais promissoras. O sódio é bastante abundante e fácil de extrair, e as baterias feitas com ele seriam muito mais ecológicas do que as feitas com lítio – e mais seguras porque não representariam risco de explosão.
Infelizmente, essas baterias ainda custam mais do que as baterias de íons de lítio, e é por isso que pesquisadores como a equipe do Egito estão procurando maneiras mais baratas de fabricá-las. Nesse novo esforço, eles desenvolveram um método de produção que envolve o uso de micro-ondas como mecanismo de aquecimento.
O novo método envolveu primeiro a mistura de Fe
3 (PO
4 )
2 , 8H
2 O, Na
2 HPO
4 , glicose e ACM. Uma vez misturado, o material foi moído em bolas e colocado em um aparelho de micro-ondas (os pesquisadores usaram um forno de micro-ondas padrão de prateleira) junto com uma mistura de cinzas de palha de arroz para facilitar o aquecimento.
Após aquecimento e resfriamento, o material resultante foi uma mistura de sódio, fosfatos de ferro e nanocompósitos de carbono que poderiam ser usados para fazer um cátodo de bateria de íons de sódio. Os pesquisadores observam que o processo de aquecimento acontece em aproximadamente 60 segundos. Eles também observam que sua técnica de processamento é significativamente mais rápida do que outras já testadas e não envolve o uso de gases inertes de alta pureza em nenhuma etapa do processamento, o que, segundo eles, reduz o custo de produção.
Os pesquisadores observam que, além de usar na fabricação de baterias de íons de sódio, a técnica desenvolvida também pode ser usada para fazer supercapacitores de íons de sódio.
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