Um andaime de carbono para aumentar o desempenho de enxofre e lítio

out - 21
2019

Um andaime de carbono para aumentar o desempenho de enxofre e lítio

Cientistas da Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa de Cingapura desenvolveram um novo método para produzir cátodos baseados em enxofre e lítio, que apresentam desempenho estável e alta capacidade de armazenamento em mais de 200 ciclos. Segundo a agência, isso representa “um passo promissor para a comercialização de baterias de lítio-enxofre”.

Cientistas de Cingapura desenvolveram um novo método de produção de cátodos de lítio-enxofre que, segundo eles, melhora significativamente a estabilidade durante os ciclos de carga e descarga.

Pesquisadores do NanoBio Lab, da Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa de Cingapura, disseram que as baterias de lítio-enxofre poderiam teoricamente ter o potencial de armazenar 10 vezes mais energia do que a atual tecnologia de íons de lítio. Os dispositivos de enxofre e lítio também contam com enxofre barato e abundante. Os cientistas têm se esforçado para manter o desempenho em ciclos repetidos dessas baterias, já que a estrutura do cátodo tende a “colapsar” durante o ciclo inicial, reduzindo bastante o desempenho.

O grupo NanoBio Lab usou um andaime de carbono que foi montado antes da adição do enxofre, para criar nanomateriais porosos interconectados tridimensionais. O andaime impediu o colapso do cátodo, segundo os pesquisadores.

Os resultados publicados na Nano Energy indicaram que as baterias que incorporam o novo eletrodo do NanoBio Lab alcançaram capacidades específicas de até 1220 miliamperes-hora por grama e uma taxa de desbotamento da capacidade inferior a 0,14% em 200 ciclos. Segundo o laboratório, isso representa uma melhoria de 48% na capacidade específica e uma diminuição de 26% na capacidade inferior aos esforços anteriores com baterias de enxofre e lítio, graças a “diferenças na morfologia, área superficial e resistência ôhmica dos cátodos”.

Engenharia de nanomateriais

“Mostramos que a técnica de preparação de cátodos de enxofre tem uma forte influência no desempenho eletroquímico das baterias de lítio-enxofre”, disse o professor Jackie Y. Ying, que liderou a equipe de pesquisa do NanoBio Lab. “Nosso método é industrialmente escalável e prevemos que isso teria um impacto significativo no projeto futuro de baterias práticas de lítio-enxofre”.

As baterias de enxofre e lítio estão entre os vários concorrentes para serem as melhores soluções para a tecnologia de armazenamento em larga escala. Outras opções incluem dispositivos de metal de lítio, baterias de estado sólido e cálcio.

Os pesquisadores do NanoBio Lab disseram que se concentrarão em melhorar o design do seu cátodo, além de usar a engenharia de nanomateriais para otimizar o ânodo, o separador e o eletrólito. O objetivo final, de acordo com o laboratório, é “desenvolver um sistema de célula completa para [uma] bateria de lítio-enxofre com capacidade superior de armazenamento de energia, em comparação com as baterias de íon-lítio convencionais”.

Fonte: PV Magazine

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