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Carro elétrico é considerado o futuro da indústria automobilística e o aumento da procura por ele fez crescer a demanda por baterias de íon-lítio. Os principais materiais dessa bateria, cobalto e níquel, não são abundantes no mercado, e se o consumo continuar subindo, seu custo aumentará, e é em cima disso que cientistas já trabalham para criar alternativas. Uma delas é o desenvolvimento de uma nova técnica com um novo material.

Uma equipe de pesquisadores, co-liderada por Dr. Liu Qi, professor assistente do Departamento de Física da Universidade de Hong Kong, desenvolveu um novo material catódico à base de manganês. O elemento tem maior capacidade e é mais durável que o cobalto e o níquel.

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A descoberta pode ser um divisor de águas no desenvolvimento de baterias de íon-lítio, que são amplamente utilizadas em telefones celulares e carros elétricos. Seus materiais atuais são poluentes, enquanto o material desenvolvido pelos pesquisadores é mais econômico e ecologicamente correto.

Estação de recarga de carros elétricos em Nova Déli.. Imagem: Kain Kaushik/Shutterstock

Nova técnica para superar impasse com manganês

Especialista no desenvolvimento de materiais catódicos para baterias de íon-lítio, Dr. Liu apontou que um dos impasses com o novo material à base de manganês é a sua instabilidade estrutural. Segundo ele, esse impasse é gerado pela distorção Jahn-Teller. Nesse caso, após a descarga, a ligação entre o dióxido de manganês e o dióxido de lítio-manganês será alongada e irá geral tal distorção.

Para solucionar o problema, a equipe desenvolveu uma nova técnica. Os pesquisadores aplicaram uma engenharia interfacial na estrutura atômica do material, o que perturbou a ordem orbital do material e suprimiu a distorção de Jahn-Teller em grande escala.

Vida longa ao novo material

Em entrevista ao TechXplore, Dr. Liu exaltou a descoberta da equipe. “A capacidade do material catódico à base de cobalto atualmente aplicado em produtos eletrônicos, como smartphones, é de cerca de 165mAh / g, enquanto nosso material catódico à base de manganês já atingiu uma capacidade de 254,3 mAh g -1, que é muito maior”, explicou o cientista.

“É difícil para o cobalto comercial manter a capacidade de 90% mesmo em 1.000 ciclos. E nosso material alcançou alta capacidade de retenção de 90,4% após 2.000 ciclos, demonstrando um ciclo de vida longo”, concluiu.

Dr. Liu e sua equipe acreditam que o produto desenvolvido por suas pesquisas pode substituir os materiais de cobalto comercial na aplicação em eletrônicos, baterias e carros elétricos.

Via: TechXplore

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