Pesquisadores estão um passo mais perto de criar baterias orgânicas

    

        

Os pesquisadores da Universidade de York descobriram uma maneira de tornar as baterias movidas a lítio mais ecológicas, mantendo o desempenho, a estabilidade e a capacidade de armazenamento.                                               

As baterias de íon de lítio usam metais tóxicos, , metais pesados ​​ que podem impactar o meio ambiente quando são extraídos do solo e são difíceis de serem descartados com segurança. O cobalto é um desses metais pesados, usado em eletrodos de bateria . Parte do problema é que o lítio e o cobalto não estão disponíveis em abundância e os suprimentos estão diminuindo.

O uso de materiais orgânicos é o caminho a seguir e que cientistas como o professor Thomas Baumgartner, da Faculdade de Ciências, e sua equipe estão ocupados desenvolvendo e testando novos materiais. moléculas para encontrar as mais adequadas para substituir os metais raros atualmente em uso.

“Materiais de eletrodo orgânico são considerados materiais extremamente promissores para baterias sustentáveis ​​com alta capacidade de energia “, diz ele.

Sua última inovação é a criação de uma nova molécula orgânica baseada em carbono que pode substituir o cobalto agora usado em cátodos ou eletrodos positivos em baterias de íon de lítio . O novo material aborda as deficiências do material inorgânico, mantendo o desempenho.

“Os eletrodos feitos com materiais orgânicos podem tornar a fabricação, a reciclagem ou o descarte em grande escala desses elementos mais ecológicos”, diz Baumgartner. “O objetivo é criar baterias sustentáveis, estáveis ​​e com capacidade igualmente boa, se não melhor.”

A pesquisa está publicada e é apresentada na capa da edição de março da revista Supercaps , uma publicação do ChemPubSoc.

“Com essa classe específica de moléculas que criamos, o componente eletroativo é muito adequado para baterias, pois é muito bom para armazenar cargas elétricas e tem boa estabilidade a longo prazo” ele diz.

Baumgartner e seu grupo relataram anteriormente sobre o componente eletroativo em um artigo publicado na revista Advanced Energy Materials.

“Otimizamos esse componente eletroativo e o colocamos em uma bateria. Ele tem uma voltagem muito boa, de até 3,5 volts, que é realmente onde as baterias atuais estão agora”, ele diz. “É um importante passo à frente na fabricação de baterias totalmente orgânicas e sustentáveis.”

Baumgartner, juntamente com os pesquisadores de pós-doutorado Colin Brides e Monika Stolar, também demonstraram que este material é estável em operações de longo prazo, com capacidade de carregar e descarregar por 500 ciclos. Uma das desvantagens dos eletrodos inorgânicos é que eles geram calor significativo ao carregar e exigem taxas de descarga limitadas por razões de segurança. Essa nova molécula resolve essa lacuna.

O próximo passo, diz Baumgartner, é melhorar ainda mais a capacidade. Atualmente, sua equipe está desenvolvendo a próxima geração de moléculas que mostram promessa em poder aumentar a capacidade atual.                                                                                                                         

Mais Informações: Colin R. Bridges et al., Compostos de nanotubos de pireno-carbono à base de fósforo para eletrodos de bateria estáveis,

Baterias e supercaps (2019). DOI: 10.1002 / batt.201900164