p Os químicos da Universidade de Alberta deram um passo crítico para a criação de uma nova geração de baterias de íon de lítio baseadas em silício com 10 vezes a capacidade de carga das células atuais. p "Queríamos testar como diferentes tamanhos de nanopartículas de silício poderiam afetar o fraturamento dentro dessas baterias, "disse Jillian Buriak, um químico da U of A e Presidente de Pesquisa do Canadá em Nanomateriais para Energia.

p O silício se mostra promissor para a construção de baterias de capacidade muito mais alta porque é abundante e pode absorver muito mais lítio do que o grafite usado nas baterias de íon de lítio atuais. O problema é que o silício está sujeito a fraturar e quebrar após vários ciclos de carga e descarga, porque se expande e se contrai à medida que absorve e libera íons de lítio.

p A pesquisa existente mostra que moldar o silício em partículas em escala nanométrica, fios ou tubos ajudam a evitar que se quebre. O que Buriak, Jonathan Veinot, também químico da Universidade de A, e sua equipe queriam saber qual era o tamanho dessas estruturas para maximizar os benefícios do silício e, ao mesmo tempo, minimizar as desvantagens.

p Os pesquisadores examinaram nanopartículas de silício de quatro tamanhos diferentes, uniformemente disperso em aerogéis de grafeno altamente condutores, feito de carbono com poros nanoscópicos, para compensar a baixa condutividade do silício. Eles descobriram que as partículas menores - apenas três bilionésimos de um metro de diâmetro - mostraram a melhor estabilidade de longo prazo após muitos ciclos de carga e descarga.

p "À medida que as partículas ficam menores, descobrimos que eles são mais capazes de gerenciar a deformação que ocorre quando o silício "respira" ao se ligar e desalojar com o lítio, ao andar de bicicleta, "explicou Buriak.

p A pesquisa tem aplicações potenciais em "qualquer coisa que dependa do armazenamento de energia usando uma bateria, "disse Veinot, quem é o diretor do programa de formação de alunos de pós-graduação da ATUMS que apoiou parcialmente a pesquisa.

p "Imagine um carro com o mesmo tamanho de bateria de um Tesla que poderia viajar 10 vezes mais longe ou você carregaria 10 vezes menos frequentemente, ou a bateria é 10 vezes mais leve. "

p Veinot disse que os próximos passos são para desenvolver um sistema mais rápido, maneira menos cara de criar nanopartículas de silício para torná-las mais acessíveis para desenvolvedores de tecnologia e indústria.

p O estudo, "Tamanho e efeitos de superfície de nanocristais de silício em ânodos compostos de aerogel de grafeno para baterias de íon de lítio, "foi publicado em Química de Materiais .