A descoberta de materiais para baterias à base de carbono melhora a segurança, a durabilidade e a potência
Anúncios
Esta investigação demonstra uma nova forma de tornar os materiais das baterias à base de carbono muito mais seguros, duradouros e potentes, redesenhando fundamentalmente a forma como as moléculas de fulereno estão ligadas. As actuais baterias de iões de lítio baseiam-se principalmente em grafite, o que limita a velocidade de carregamento rápido e apresenta riscos de segurança devido ao revestimento de lítio. Estes resultados da investigação significam um progresso no sentido de veículos eléctricos mais seguros, eletrónica de consumo mais duradoura e armazenamento mais fiável de energia renovável. Os resultados foram publicados no Journal of the American Chemical Society em 11 de dezembro de 2025.
Estrutura do Mg4C60 em camadas. a Padrões de XRD dos pós de C60 e Mg4C60 pristinos com um resultado simulado para o Mg4C60. b Imagem SEM do pó de Mg4C60 com uma barra de escala de 5 µm. c Imagem iFFT TEM (barra de escala de 1 nm) do Mg4C60 com ilustração estrutural inserida a castanho. d Espectros XAS de borda C K do C60 pristino e do Mg4C60. Ilustração da estrutura do Mg4C60 em camadas observada a partir do eixo e b e do eixo f a.
© Shijian Wang et al.
O fulereno é uma molécula única que se presta bem a muitas aplicações potenciais. No entanto, a sua fraca estabilidade tem sido um problema que impede a sua utilização em baterias. Uma equipa de investigadores da Universidade de Tohoku criou uma estrutura de fulereno com pontes covalentes (Mg4C60), que mostra que o carbono pode armazenar lítio de uma forma completamente diferente e muito mais estável, evitando o colapso estrutural e impedindo a perda de material ativo que há muito impede os ânodos de fulereno. Esta descoberta fornece um modelo para a conceção de materiais de baterias da próxima geração que suportem um carregamento rápido mais seguro, uma maior densidade energética e tempos de vida mais longos.
"Os nossos próximos passos consistem em expandir esta estratégia de ligação covalente a uma gama mais vasta de estruturas de fulereno e carbono, com o objetivo de criar uma família de materiais anódicos estáveis e de elevada capacidade, adequados para baterias de carregamento rápido", afirma o ilustre Professor Hao Li (Instituto Avançado de Investigação de Materiais (WPI-AIMR)).
As próximas etapas adicionais envolverão o trabalho com parceiros da indústria para avaliar a escalabilidade desses materiais e integrá-los em formatos práticos de células. Compreender como alcançar a praticabilidade no mundo real é um passo crucial, que, espera-se, conduzirá a um futuro de tecnologias eficientes e de energia limpa.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Shijian Wang, Heng Liu, Yaojie Lei, Dongfang Li, Yameng Fan, Liang Hong, Xin Guo, Meng Wang, Zefu Huang, Yong Chen, Xu Yang, Jinqiang Zhang, Hao Li, Guoxiu Wang; Covalent Bridges Enabling Layered C60 as an Exceptionally Stable Anode in Lithium-Ion Batteries"; Journal of the American Chemical Society, Volume 147, 2025-12-11
Outras notícias do departamento ciência
