p A duração da bateria do seu telefone ou computador depende de quantos íons de lítio podem ser armazenados no material do eletrodo negativo da bateria. Se a bateria ficar sem esses íons, ele não pode gerar uma corrente elétrica para fazer funcionar um dispositivo e, no final das contas, falha. p Os materiais com maior capacidade de armazenamento de íons de lítio são muito pesados ​​ou têm o formato incorreto para substituir o grafite, o material do eletrodo usado atualmente nas baterias de hoje.

p Cientistas e engenheiros da Purdue University introduziram uma forma potencial de reestruturar esses materiais em um novo projeto de eletrodo que lhes permitiria aumentar a vida útil de uma bateria, torne-o mais estável e encurte o tempo de carregamento.

p O estudo, aparecendo como capa da edição de setembro da Nanomateriais aplicados , criou uma estrutura semelhante a uma rede, chamado de "nanochain, "de antimônio, um metalóide conhecido por aumentar a capacidade de carga de íons de lítio em baterias.

p Os pesquisadores compararam os eletrodos de nanochain com eletrodos de grafite, descobrindo que quando as baterias de célula tipo moeda com o eletrodo de nanochain foram carregadas por apenas 30 minutos, eles alcançaram o dobro da capacidade de íons de lítio para 100 ciclos de carga e descarga.

p Alguns tipos de baterias comerciais já usam compostos de metal de carbono semelhantes aos eletrodos negativos de metal de antimônio, mas o material tende a se expandir até três vezes, uma vez que leva os íons de lítio, fazendo com que se torne um risco à segurança enquanto a bateria é carregada.

p "Você quer acomodar esse tipo de expansão nas baterias do seu smartphone. Dessa forma, você não está carregando algo inseguro, "disse Vilas Pol, um professor associado de engenharia química da Purdue.

p Através da aplicação de compostos químicos - um agente redutor e um agente nucleante - os cientistas de Purdue conectaram as minúsculas partículas de antimônio em uma forma de nanochain que acomodaria a expansão necessária. O agente de redução específico que a equipe usou, amônia-borano, é responsável por criar os espaços vazios - os poros dentro da nanochain - que acomodam a expansão e suprimem a falha do eletrodo.

p A equipe aplicou amônia-borano a vários compostos diferentes de antimônio, descobrindo que apenas o cloreto de antimônio produziu a estrutura da nanochain.

p "Nosso procedimento para fazer as nanopartículas fornece consistentemente as estruturas da cadeia, "disse P. V. Ramachandran, professor de química orgânica em Purdue.

p A nanochain também mantém a capacidade do íon de lítio estável por pelo menos 100 ciclos de carga e descarga. "Basicamente, não há mudança do ciclo 1 para o ciclo 100, então não temos razão para pensar que o ciclo 102 não será o mesmo, "Pol disse.

p Henry Hamann, um estudante de graduação em química em Purdue, sintetizou a estrutura de nanochain de antimônio e Jassiel Rodriguez, um candidato a pós-doutorado em engenharia química da Purdue, testou o desempenho da bateria eletroquímica.

p O projeto do eletrodo tem o potencial de ser escalonável para baterias maiores, dizem os pesquisadores. A equipe planeja testar o design em baterias de célula bolsa a seguir.