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

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.

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.