O grupo de pesquisa Empa, liderado por Maksym Kovalenko, está na vanguarda da busca por materiais inovadores que impulsionarão o futuro das baterias. Seja para veículos elétricos com carregamento rápido ou para armazenamento de energia de baixo custo, o grupo explora uma variedade de materiais e processos de fabricação.
Para quem tem pressa:
- O grupo de pesquisa Empa, liderado por Maksym Kovalenko, está focado na busca por materiais inovadores para impulsionar o futuro das baterias, atendendo às diversas necessidades do mercado, como veículos elétricos e armazenamento de energia;
- Os pesquisadores publicaram avanços em dois artigos, detalhando suas descobertas relacionadas à otimização do desempenho das baterias;
- A eficácia de uma bateria é avaliada com base em critérios como capacidade, velocidade de recarga e custo, sendo o contexto de aplicação um fator crucial na determinação do requisito principal;
- A equipe explorou um eletrólito sólido promissor chamado óxido de lítio lantânio zircônio (LLZO), conhecido por alta condutividade iônica e estabilidade química, essenciais para o funcionamento eficiente das baterias;
- A pesquisa também se concentrou no desenvolvimento de uma membrana LLZO de duas camadas e na exploração de materiais de cátodo mais econômicos, substituindo elementos caros por alternativas acessíveis, representando avanços significativos em direção a baterias mais eficazes e acessíveis.
Os pesquisadores detalham seus avanços na busca por materiais que otimizem o desempenho das baterias em artigos publicados nos periódicos Cell Reports Physical Science e Advanced Materials.
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O futuro das baterias
A eficácia de uma bateria é avaliada com base em vários critérios, como capacidade, velocidade de recarga e custo. No entanto, o contexto de aplicação desempenha um papel crucial na determinação do principal requisito.
Kostiantyn Kravchyk, pesquisador da Empa, destaca que a resposta depende do uso final da bateria, seja na eletromobilidade ou no armazenamento estacionário de energia proveniente de fontes renováveis.
Os pesquisadores exploraram um eletrólito sólido promissor, o óxido de lítio lantânio zircônio (LLZO), conhecido por sua alta condutividade iônica e estabilidade química, propriedades essenciais para o funcionamento eficiente das baterias.
Uma das áreas de foco foi o desenvolvimento de uma membrana LLZO de duas camadas, composta por uma camada densa e outra porosa. Esta abordagem permite uma área de contato significativamente maior entre o lítio e o eletrólito, resultando em uma densidade de corrente mais baixa. Além disso, a camada densa previne a formação de dendritos, estruturas que podem causar curtos-circuitos nas baterias.
Outro destaque da pesquisa foi a exploração de materiais de cátodo mais econômicos. Ao substituir elementos caros como o cobalto por ferro, os pesquisadores conseguiram alcançar um desempenho comparável a um custo muito mais acessível. A equipe otimizou a estrutura cristalina do hidroxi-fluoreto de ferro, tornando-o uma alternativa promissora para o cátodo das baterias.
Esses avanços representam passos significativos na direção de baterias mais eficazes e acessíveis, com aplicações possíveis tanto na mobilidade elétrica quanto no armazenamento de energia renovável. O compromisso contínuo da equipe da Empa com a inovação visa moldar o futuro das tecnologias de armazenamento de energia.
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