p Os cogumelos portabella podem impedir que as baterias de telefones celulares se degradem com o tempo? Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Riverside Bourns College of Engineering pensa assim. p Eles criaram um novo tipo de ânodo de bateria de íon de lítio usando cogumelos Portabella, que são baratos, ecologicamente correto e fácil de produzir. O padrão atual da indústria para ânodos de bateria de íon de lítio recarregável é o grafite sintético, que vem com um alto custo de fabricação porque requer processos tediosos de purificação e preparação que também são prejudiciais ao meio ambiente.

p Com o aumento previsto de baterias necessárias para veículos elétricos e eletrônicos, uma fonte mais barata e sustentável para substituir o grafite é necessária. Usando biomassa, um material biológico de organismos vivos ou recentemente vivos, como um substituto para o grafite, chamou a atenção recentemente devido ao seu alto teor de carbono, baixo custo e respeito ao meio ambiente.

p Os engenheiros da UC Riverside foram atraídos para o uso de cogumelos como uma forma de biomassa porque pesquisas anteriores estabeleceram que eles são altamente porosos, o que significa que eles têm muitos pequenos espaços para a passagem de líquido ou ar. Essa porosidade é importante para as baterias porque cria mais espaço para o armazenamento e transferência de energia, um componente crítico para melhorar o desempenho da bateria.

p Além disso, a alta concentração de sal de potássio nos cogumelos permite o aumento do material eletrolítico ativo ao longo do tempo, ativando mais poros, aumentando gradualmente a sua capacidade.

p Um ânodo convencional permite que o lítio acesse totalmente a maior parte do material durante os primeiros ciclos e a capacidade diminui devido a danos ao eletrodo ocorrem a partir desse ponto. A tecnologia de ânodo de carbono em cogumelo poderia, com otimização, substitua os ânodos de grafite. Ele também fornece uma abordagem sem aglutinantes e sem coletor de corrente para a fabricação de ânodos.

p "Com materiais de bateria como este, futuros telefones celulares podem ter um aumento no tempo de execução após muitos usos, ao invés de uma diminuição, devido à aparente ativação de poros cegos dentro das arquiteturas de carbono conforme a célula carrega e descarrega ao longo do tempo, "disse Brennan Campbell, um aluno de pós-graduação no programa de Ciência e Engenharia de Materiais na UC Riverside.

p Os resultados da pesquisa foram descritos em um artigo, "Bio-derivado, Sem fichário, Ânodos de carbono hierarquicamente porosos para baterias de íon-lítio, "publicado hoje (29 de setembro) no jornal Relatórios Científicos . Foi de autoria de Cengiz Ozkan e Mihri Ozkan, ambos professores da Bourns College of Engineering, e três de seus atuais ou ex-alunos de pós-graduação:Campbell, Robert Ionescu e Zachary Favors.

p Arquiteturas de nanocarbono derivadas de materiais biológicos, como cogumelos, podem ser consideradas uma alternativa verde e sustentável aos ânodos à base de grafite, disse Cengiz Ozkan, professor de engenharia mecânica e ciência e engenharia de materiais.

p As arquiteturas semelhantes a nano fitas se transformam após tratamento térmico em uma arquitetura de rede porosa interconectada, que é importante para eletrodos de bateria porque tais arquiteturas possuem uma área de superfície muito grande para o armazenamento de energia, um componente crítico para melhorar o desempenho da bateria.

p Um dos problemas com os carbonos convencionais, como grafite, é que eles são normalmente preparados com produtos químicos, como ácidos e ativados por bases que não são ecologicamente corretas, disse Mihri Ozkan, professor de engenharia elétrica e da computação. Portanto, a equipe da UC Riverside está focada em carbonos de origem natural, como a pele das tampas dos cogumelos portabella, para fazer baterias.

p Espera-se que cerca de 900, Seriam necessárias 000 toneladas de grafite natural em bruto para a fabricação do ânodo para quase seis milhões de veículos elétricos previstos para serem construídos até 2020. Isso requer que o grafite seja tratado com produtos químicos agressivos, incluindo ácidos fluorídrico e sulfúrico, um processo que cria grandes quantidades de resíduos perigosos. A União Europeia projeta que este processo será insustentável no futuro.

p A pesquisa do Ozkan é apoiada pela Universidade da Califórnia, Riverside.

p Este artigo envolvendo cogumelos foi publicado pouco mais de um ano depois que os laboratórios de Ozkan desenvolveram um ânodo de bateria de íon-lítio baseado em nanossilício via areia de praia como matéria-prima natural. A equipe de Ozkan está atualmente trabalhando no desenvolvimento de protótipos de baterias baseadas em ânodos de nanossilício.

p O Escritório de Comercialização de Tecnologia da UCR registrou patentes para as invenções acima.