Papel de silício melhora baterias de lítio em 10 vezes

Um novo material, que parece um papel, mas, em vez de celulose e caulim, é composto por nanofibras de silício, tem estrutura e porosidade que o tornam perfeito para ser usado como membrana no interior das baterias de lítio. Os primeiros testes revelaram que o papel de silício pode aumentar a energia específica – a quantidade de energia liberada por unidade de peso da bateria – das baterias de lítio em até 10 vezes.

Os polos negativos das baterias de lítio (anodo) são fabricados usando uma folha de cobre recoberta por uma mistura de grafite – um material condutor -, mantida no lugar por um ligante de polímero.

Como o desempenho do grafite já está no limite, os engenheiros têm tentado usar outros materiais, como o lítio-silício, para fazer baterias melhores, uma vez que a capacidade específica do silício é 10 vezes superior à do grafite.

O desafio é montar o material de forma que ele possa ser incorporado às baterias atuais sem perder suas características.

Zachary Favors e seus colegas da Universidade da Califórnia obtiveram sucesso usando uma técnica chamada tecelagem eletrostática (electrospinning).

Uma tensão de 20 mil volts é aplicada entre um aparato de coleta e um bico que emite uma solução composta de ortossilicato tetraetila (TEOS), um composto químico largamente usado pela indústria eletrônica. Então, as nanofibras são expostas a um vapor de magnésio para produzir o papel de silício, uma trama porosa formada pelas nanofibras.

De acordo com os pesquisadores, o papel de nanossilício é “sintetizado via redução magnesiotérmica das nanofibras de SiO2 (óxido de silício) eletrotecidas por uma polimerização de ortossilicato tetraetila por catálise ácida”.

O desafio agora é adaptar a técnica para que possa ser possível produzir o papel de silício em escala maior e de forma contínua.

Com informações de Inovação Tecnológica