Desde sua descoberta em 2004, o grafeno teve um impacto transformador na ciência dos materiais e além. Cientistas estão aprimorando baterias de sódio com grafeno nanocelular, que é um tipo especializado de grafeno com uma grande área de superfície específica.
A pesquisa deles focou em uma técnica de processamento de desliga que utiliza a miscibilidade dos componentes da liga em um banho de metal fundido. Ela corrói alguns componentes enquanto preserva outros. Park e seus colegas provaram que os materiais com sensibilidade ao glúten não celíaca (NCGs, na sigla em inglês), produzidos usando essa abordagem, apresentam alta resistência à tração e condutividade, mesmo após a grafitização. O material foi testado em uma bateria de íon-sódio (SIB, na sigla em inglês), onde atuou tanto como material ativo quanto como coletor de corrente.
Segundo Won-Young Park, estudante de pós-graduação da Universidade de Tohoku, "Descobrimos que os átomos de carbono se auto-organizam rapidamente em NCG (grãos nanocristalinos) sem fissuras durante a desliga de metal líquido de um precursor amorfo de Mn-C em bismuto fundido."
“Usamos o NCG desenvolvido como um material ativo e coletor de corrente em um SIB, onde ele demonstrou uma alta taxa, longa vida útil e excelente resistência à deformação. Por fim, nosso método de fazer NCG sem rachaduras tornará possível aumentar o desempenho e a flexibilidade dos SIBs — uma tecnologia alternativa às baterias de íons de lítio para certas aplicações, particularmente em sistemas de armazenamento de energia em larga escala e sistemas de energia estacionários onde as considerações de custo, segurança e sustentabilidade são primordiais”, acrescentou Park Young.
Sobre o grafeno
Ele compreende folhas de átomos de carbono bidimensionais que se unem em um fino formato de hexágono com espessura de uma camada de átomo e apresentam propriedades físicas e químicas extraordinárias. Ele é produzido pelo empilhamento de muitas camadas e pelo controle da estrutura interna usando morfologia celular em nanoescala.
Características:
- O grafeno é extremamente forte, leve, flexível e transparente com excelente condutividade elétrica e térmica.
- Possui grande área de superfície e impermeabilidade a gases.
- Além disso, é útil em uma variedade de aplicações, incluindo transistores e biossensores de alta velocidade.
Você já ouviu falar de como as baterias de íon-sódio podem revolucionar as energias renováveis?
Escopo para Melhoria
Embora os cientistas estejam aprimorando as baterias de sódio com grafeno nanocelular e este apresente alto potencial em dispositivos eletrônicos, equipamentos de energia e sensores, problemas de fabricação dificultam o progresso. Durante sua produção, o grafeno frequentemente apresenta fissuras . Isso impulsiona a busca por tecnologias de processamento inovadoras capazes de produzir grafeno nanocelular homogêneo, sem fissuras e sem emendas em escalas adequadas.
Fonte : Melhorando as baterias de íons de sódio com grafeno nanocelular mecanicamente robusto
