p Quando podemos esperar percorrer toda a extensão da Alemanha em um carro elétrico sem ter que recarregar a bateria? Químicos do NIM Cluster em LMU e da University of Waterloo em Ontário, Canadá, agora sintetizaram um novo material que pode mostrar o caminho a seguir para baterias de lítio-enxofre de última geração. p Se o futuro do tráfego automotivo pertence ou não ao carro elétrico que ronrona baixinho depende muito do desenvolvimento de suas baterias. A indústria está atualmente colocando grande parte de suas esperanças em baterias de lítio-enxofre, que têm uma capacidade de armazenamento muito alta. Além disso, graças à inclusão de átomos de enxofre, eles são mais baratos de fazer e menos tóxicos do que as baterias convencionais de íons de lítio.

p Contudo, a bateria de lítio-enxofre ainda apresenta vários desafios importantes que precisam ser resolvidos até que possa ser integrada aos carros. Por exemplo, tanto a taxa quanto o número de possíveis ciclos de carga e descarga precisam ser aumentados antes que a bateria de lítio-enxofre possa se tornar uma alternativa realista às baterias de íon-lítio.

p Muitos poros para enxofre

p Os químicos Professor Thomas Bein (LMU), Coordenador da Divisão de Conversão de Energia da Nanosystems Initiative Munich, Professora Linda Nazar (Universidade de Waterloo, Waterloo Institute of Nanotechology) e seus colegas agora conseguiram produzir um novo tipo de nanofibra, cuja estrutura altamente ordenada e porosa lhe confere uma relação superfície-volume extraordinariamente alta. Assim, uma amostra do novo material do tamanho de um cubo de açúcar apresenta uma superfície equivalente a mais de sete quadras de tênis.

p "A alta relação superfície-volume, e o alto volume de poro é importante porque permite que o enxofre se ligue ao eletrodo de uma maneira finamente dividida, com carregamento relativamente alto. Junto com sua fácil acessibilidade, isso aumenta a eficiência dos processos eletroquímicos que ocorrem no curso dos ciclos de carga-descarga. E as taxas das principais reações na interface eletrodo-eletrólito de enxofre, que envolvem elétrons e íons, são altamente dependentes da área de superfície total disponível, "como Benjamin Mandlmeier, um pós-doutorado no Instituto Bein e um primeiro co-autor do novo estudo, explica.

p A receita secreta

p Uma nova receita e um modo de síntese habilmente projetado são os fatores-chave que determinam as propriedades dos novos materiais. Para sintetizar as fibras de carbono, os químicos primeiro preparam um poroso, molde tubular de sílica, começando do disponível comercialmente, mas fibras não porosas. Este modelo é então preenchido com uma mistura especial de carbono, dióxido de silício e surfactantes, que é então aquecido a 900 ° C. Finalmente, o modelo e o SiO2 são removidos por um processo de corrosão. Durante o procedimento, os nanotubos de carbono - e, portanto, o tamanho dos poros - encolhem menos do que na ausência do modelo de confinamento, e as próprias fibras são correspondentemente mais estáveis.

p “Os materiais nanoestruturados têm grande potencial para a conversão e armazenamento eficientes de energia elétrica, "diz Thomas Bein." Nós do NIM Cluster continuaremos a colaborar de perto com nossos colegas da Bavarian SolTech Network para explorar e explorar as propriedades de tais estruturas e suas aplicações práticas. "