p Para alimentar um carro para que ele possa viajar centenas de quilômetros de uma vez, As baterias de íon-lítio do futuro terão que armazenar mais energia sem crescer muito. p Esse é um dos dilemas enfrentados pelos esforços para fornecer energia aos carros por meio de tecnologias de baterias recarregáveis. A fim de reter energia suficiente para permitir uma viagem de carro de 300-500 milhas antes de recarregar, as baterias de íon de lítio atuais tornam-se muito grandes ou muito caras.

p Na busca pela bateria "pós-íon-lítio", O professor associado de química Dunwei Wang tem desenvolvido materiais que podem um dia permitir a fabricação de novas baterias capazes de atender às demandas de energia dentro do tamanho e das restrições de custo dos fabricantes de automóveis e outras indústrias.

p Em um relatório recente publicado no jornal alemão Angewandt Chemie , Wang e um colega da Universidade de Massachusetts Amherst revelaram um novo método de estabilização do carbono - um componente estrutural central de qualquer bateria - que pode abrir caminho para novos padrões de desempenho na busca por componentes de íon-lítio.

p A capacidade de reduzir o peso e componentes químicos caros é essencial para a busca por desempenho aprimorado. Os pesquisadores que buscam uma bateria de "lítio-ar" se concentraram em uma reação química de lítio e oxigênio, que pode ser puxado do ar. Mas os materiais usados ​​para gerar esta reação mostraram ciclos de vida pobres, durando apenas algumas cargas.

p O culpado, disse Wang, é a instabilidade do carbono, um suporte estrutural essencial para o eletrodo de uma bateria, um condutor onde as cargas são coletadas e distribuídas.

p “O carbono é usado em todas as baterias porque tem aquela combinação de baixo custo, peso leve e condutividade, "disse Wang." Você não pode simplesmente descartá-lo. "

p Então Wang e o professor assistente de engenharia química da UMass, Wei Fan, começaram a trabalhar para melhorar as capacidades de desempenho de uma forma de carbono recém-projetada e fabricada pela Fan. É chamado de carbono mesoporoso tridimensionalmente ordenado (3DOm) e os cientistas o valorizam por sua estrutura altamente ordenada.

p Empregando uma técnica chamada deposição de camada atômica (ALD), os pesquisadores cultivaram uma fina camada de óxido de ferro no carbono, uma etapa que aumentou a reatividade entre o lítio e o oxigênio e melhorou o desempenho no ciclo de carga. Próximo, eles usaram ALD para aplicar um revestimento de nanopartículas de paládio, que efetivamente reduziu a reação de deterioração do carbono com o oxigênio e melhorou o ciclo de descarga.

p Seus testes iniciais no material mostraram uma melhoria significativa no desempenho.

p "Demonstramos que uma forma particular de carbono pode ser usada para apoiar um novo tipo de química que permite o armazenamento de energia com a promessa de cinco a 10 vezes mais densidade de energia do que as baterias de íon de lítio de última geração que vemos hoje , "disse Wang." Vemos isso como uma melhoria significativa da ciclabilidade da bateria, que é uma questão fundamental. "

p Wang disse que as descobertas mostram que o carbono 3DOm pode atender a novos padrões de desempenho quando está estabilizado.

p "A principal inovação que fazemos aqui é que o carbono 3DOm é estável - estabilizamos algo que não era estável anteriormente, "disse Wang.