Pesquisadores criam nanopartícula que pode aumentar vida útil de baterias

Cada vez que uma bateria passa por um ciclo de carga e descarga, seus eletrodos se expandem e se contraem, causando danos físicos que desgastam a bateria. Mas uma equipe de pesquisadores do MIT criou uma nanopartícula que pode acabar com esse problema.

A nova partícula, que possui uma casca sólida de dióxido de titânio e uma espécie de "gema de ovo" interna feita de alumínio, pode ser usada como eletrodo em baterias. A “gema” se expande e contrai em cada carga, sem afetar o tamanho da casca. Dessa forma, a estrutura física do eletrodo não passa pelo mesmo desgaste físico de uma bateria convencional.

Mas essa não é a única vantagem das nanopartículas. As baterias geralmente usam grafite no eletrodo. Apesar desse material se degradar com a expansão e contração, o desgaste não é tão grande como em outros materiais. Porém, ele tem capacidade de carga de 0,35 ampère-hora por grama, um número baixo.

Já se tentou usar outros materiais em eletrodos, mas poucos deles poderiam ser usados comercialmente. O alumínio sempre foi visto como uma alternativa de baixo custo para isso. Ele é barato e tem capacidade de 2 ampère-hora por grama. Mas se desgasta demais. Portanto, a nova nanopartícula, com sua gema de alumínio dentro de uma casca de titânio, poderia resolver os problemas de desgaste.

Nos testes, os pesquisadores descobriram que após 500 ciclos de carga e descarga, a vida útil de uma bateria de celular, o eletrodo teve apenas um pequeno desgaste na casca de dióxido de titânio. Além disso, a equipe registrou uma capacidade de condução três vezes melhor do que o grafite, quase 1,2 ampère-hora por grama.

Os pesquisadores ressaltam que os materiais usados no eletrodo são relativamente baratos, e que a escala de produção poderia diminuir ainda mais esse preço. Mas, por enquanto, os resultados do estudo ainda precisam ser aperfeiçoados antes de serem colocados nas baterias que usamos no dia-a-dia.

Fonte: MIT