Areia pode ser a chave para baterias mais duráveis, segundo pesquisa

Por Redação | 14 de Julho de 2014 às 11h50
Reprodução/UCR

Um grupo de pesquisadores da Faculdade de engenharia da Universidade da Califórnia descobriu como criar uma bateria com íons de lítio que supera em três vezes a capacidade do modelo atual da indústria. O ingrediente “secreto” é a areia.

Segundo Zachary Favors, estudante de pós-graduação que trabalha ao lado dos professores Cengiz e Mihri Ozkan, o novo método proporciona um baixo custo unido com um material não tóxico e benéfico para o meio ambiente.

Segundo informações do UCR Today, a ideia surgiu há seis meses, quando Favors percebeu a alta concentração de quartzo ou dióxido de silício presente na areia de uma praia da Califórnia. Sua pesquisa busca o desenvolvimento de melhores baterias de íon de lítio, focada no ânodo, o lado negativo da bateria. Favors pretende que suas descobertas ajudem na duração da bateria de aparelhos eletrônicos pessoais e veículos elétricos.

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Atualmente o material utilizado para o ânodo é o grafite, mas com o alto desempenho dos eletrônicos atuais, o grafite ficou desatualizado, sendo necessário o desenvolvimento de um material para substituí-lo.

Os pesquisadores tentam agora usar o silício em escala nanométrica ou em bilionésimos de metro para substituir o grafite. O problema encontrado com o silício em escala nanométrica é que ele se degrada rapidamente e é difícil ser reproduzido em grandes quantidades, como a exigida pela indústria.

Favors está buscando resolver estes dois problemas. Primeiramente, ele procurou um local onde a areia possui uma elevada quantidade de quartzo. No laboratório, ele moeu o material até chegar em escala nanométrica e alcançar um alto nível de pureza, unindo depois a sal e magnésio, ambos encontrados na água do mar. O pó resultante da mistura dos três elementos foi aquecido, com o sal absorvendo o calor e o magnésio removendo o oxigênio do quartzo, tendo como resultado da solução o silício puro.

A equipe ficou satisfeita com o processo realizado e também com a descoberta de uma consistência para o nano-silício que permitirá que essa porosidade alcançada seja a chave para melhorar o desempenho de baterias que utilizem o material.

O desempenho encontrado com as pesquisas pode representar um aumento de três vezes ou mais na expectativa de vida de baterias de veículos elétricos, por exemplo. A densidade de energia sendo três vezes maior que a atual encontrada em ânodos de grafite também pode representar que o tempo entre uma carga e outra para celulares e tablets seja três vezes maior.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature Scientific Reports. O objetivo atual da equipe é conseguir produzir o nano-silício em quantidades maiores. O escritório da UCR já apresentou patentes para as invenções apresentadas no estudo.

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