Novo material de bateria à base de carbono aumenta a segurança, a longevidade e a potência

Universidade de Tohoku, Sendai, Japão
Estrutura do MG4C60 em camadas. um. Padrões de XRD de pós C60 e MG4C60 imaculados com resultado simulado para MG4C60. b. Imagem SEM do pó MG4C60 com barra de escala de 5 µm. c. Imagem IFFT TEM (barra de escala de 1 nm) do MG4C 60 com ilustração estrutural inserida em marrom. d. Espectros C K-edge XAS de C 60 e MG4C60 puros. Ilustração da estrutura do MG4C 60 em camadas observada em e. eixo b e f. um eixo. (Imagem:©Shijian Wang et al.)
Esta pesquisa demonstra uma nova maneira de tornar os materiais de bateria à base de carbono muito mais seguros, mais duradouros e mais poderosos, redesenhando fundamentalmente a forma como as moléculas de fulereno estão conectadas. As baterias de iões de lítio atuais dependem principalmente de grafite, o que limita a velocidade de carregamento rápido e apresenta riscos de segurança devido ao revestimento de lítio. Os resultados desta investigação significam progresso em direcção a veículos eléctricos mais seguros, produtos electrónicos de consumo mais duradouros e armazenamento de energia renovável mais fiável.

O fulereno é uma molécula única que se presta bem a muitas aplicações potenciais; no entanto, a fraca estabilidade tem sido um problema que dificulta a sua utilização em baterias. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tohoku criou uma estrutura de fulereno com ponte covalente (Mg 4 C60 ) que mostra que o carbono pode armazenar lítio de uma forma completamente diferente e muito mais estável, evitando o colapso estrutural e prevenindo a perda de material ativo que há muito tempo prejudica os ânodos de fulereno. Esta inovação fornece um modelo para projetar materiais de bateria de próxima geração que suportam carregamento rápido mais seguro, maior densidade de energia e vida útil mais longa.

“Nossos próximos passos são expandir esta estratégia de ponte covalente para uma gama mais ampla de estruturas de fulereno e carbono, com o objetivo de criar uma família de materiais anódicos estáveis e de alta capacidade, adequados para baterias de carregamento rápido”, disse o ilustre professor Hao Li do Instituto Avançado de Pesquisa de Materiais (WPI-AIMR).

Os próximos passos adicionais envolverão trabalhar com parceiros da indústria para avaliar a escalabilidade destes materiais e integrá-los em formatos de células práticos. Compreender como alcançar a praticidade no mundo real é um passo crucial, que, esperamos, conduzirá a um futuro de tecnologias eficientes e de energia limpa.

Para mais informações, entre em contato com Hao Li em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa ter o JavaScript habilitado para visualizá-lo.