p Cientistas da Rice University estão contando com filmes de nanotubos de carbono para produzir alta potência, baterias de metal de lítio de carregamento rápido, uma substituição lógica para baterias de íon de lítio comuns. p O laboratório do químico James Tour, do Rice, mostrou que filmes finos de nanotubos impedem efetivamente os dendritos que crescem naturalmente a partir de ânodos de metal de lítio desprotegidos em baterias. Hora extra, esses dendritos semelhantes a tentáculos podem perfurar o núcleo de eletrólito da bateria e alcançar o cátodo, fazendo com que a bateria falhe.

p Esse problema diminuiu o uso do metal de lítio em aplicações comerciais e encorajou pesquisadores em todo o mundo a resolvê-lo.

p O metal de lítio carrega muito mais rápido e retém cerca de 10 vezes mais energia por volume do que os eletrodos de íon-lítio encontrados em quase todos os dispositivos eletrônicos, incluindo telefones celulares e carros elétricos.

p "Uma das maneiras de desacelerar os dendritos em baterias de íon-lítio é limitar a velocidade de carregamento, "Tour disse." As pessoas não gostam disso. Eles querem poder carregar as baterias rapidamente. "

p A resposta da equipe do Rice, detalhado em Materiais avançados , é simples, barato e altamente eficaz em interromper o crescimento de dendritos, Tour disse.

p "O que fizemos acabou sendo muito fácil, "ele disse." Você acabou de revestir uma folha de metal de lítio com um filme de nanotubo de carbono de várias paredes. O lítio dope o filme de nanotubo, que muda de preto para vermelho, e o filme, por sua vez, difunde os íons de lítio. "

p "O contato físico com o metal de lítio reduz o filme de nanotubo, mas o equilibra adicionando íons de lítio, "disse o pesquisador de pós-doutorado de Rice, Rodrigo Salvatierra, co-autora principal do artigo com a pós-graduanda Gladys López-Silva. "Os íons se distribuem por todo o filme de nanotubo."

p Quando a bateria está em uso, o filme descarrega íons armazenados e o ânodo de lítio subjacente o recarrega, mantendo a capacidade do filme de interromper o crescimento de dendritos.

p O filme de nanotubos emaranhados extinguiu dendritos efetivamente em 580 ciclos de carga / descarga de uma bateria de teste com um cátodo de carbono sulfurado que o laboratório desenvolveu em experimentos anteriores. Os pesquisadores relataram que todas as células de metal de lítio retiveram 99,8 por cento de sua eficiência coulômbica, a medida de quão bem os elétrons se movem dentro de um sistema eletroquímico.