Cada vez mais o grafeno está se mostrando um componente essencial dos futuros computadores, possibilitando a fabricação de transístores com uma densidade muito maior que a permitida pelo silício, novos materiais e agora até mesmo baterias li-ion com uma capacidade energética muito superior, nada menos do que 10 vezes maior que as atuais.
Engenheiros da Universidade Northwestern descobriram que um eletrodo de grafeno especialmente construído pode permite que baterias li-ion armazenem 10 vezes mais energia, sejam recarregadas 10 vezes mais rápido e ainda por cima suportem um maior número de recargas que as atuais.
Nas baterias atuais é usado um catodo de óxido de metal, um anodo de grafite e lítio na forma de um sal. Durante a descarga da bateria, o lítio é forçado para fora do anodo e ao recarregar o processo é revertido. É precisamente a capacidade do anodo de armazenar e transferir o lítio durante os ciclos de carga e descarga que determinam a densidade da bateria e é exatamente nessa área em que o grafeno entra.
Embora o grafite seja composto de folhas de grafeno empilhadas naturalmente pela natureza, os pesquisadores conseguiram tornar o material muito mais eficiente para a tarefa produzindo uma espécie de grafite manufaturado, criado a partir da combinação de folhas individuais de grafeno com milhões de pequenos orifícios de 10 a 20 nm de comprimento. Com isso, em vez de os íons de lítio precisarem passar pelas bordas de cada camada de grafeno, eles podem passar através delas, tornando o processo muito mais eficiente.
A modificação foi potencializada pela introdução de granulos de silício entre as camadas de grafeno. Cada átomo de silício permite armazenar 4 ions de lítio, enquanto que são necessários 6 átomos de carbono do grafeno para armazenar um único ion. Com a combinação das duas técnicas, chegaram a uma bateria capaz de armazenar 10 vezes mais energia que uma bateria li-ion atual com o mesmo volume e pode ser carregada em apenas 15 minutos, contra duas horas das atuais.
Por enquanto, a única grande diferença entre esta super-bateria e as atuais é o anodo, o que abre a possibilidade de ganhos ainda superiores serem obtidos com modificações também no catodo e no eletrólito. O grande problema por enquanto é como repetir a técnica em escala industrial, já que fabricar anodos de bateria empilhando individualmente folhas de grafeno processado tende a ser muito caro e demorado. Pode demorar vários anos até que alguém apareça com uma solução para produzir as super-baterias em larga escala.
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