Investigadores da Universidade de Limerick transformam um subproduto da indústria madeireira num material de alto desempenho para baterias
Uma nova investigação poderá contribuir para o desenvolvimento da próxima geração de baterias mais ecológicas
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Um novo estudo liderado por investigadores da Universidade de Limerick (UL) identificou um novo material para baterias a partir de um subproduto renovável da indústria madeireira, que poderá ajudar a reduzir a dependência de materiais escassos e dispendiosos.
O professor Maurice Collins, diretor de Investigação e Inovação da Faculdade de Engenharia da UL; Judith Miralda-Jalle, doutoranda em ciência e engenharia de materiais na UL; e Tadhg Kennedy, professor associado do Departamento de Ciências Químicas da UL
Alan Place
Publicado na conceituada revista «Advanced Materials» , o estudo mostra como o lignossulfonato, um resíduo proveniente das indústrias da pasta de papel e do papel, pode ser transformado em nanofibras de carbono de alto desempenho para baterias de iões de sódio.
À medida que a procura por baterias continua a crescer devido à expansão dos veículos elétricos e das tecnologias de energia renovável, os cientistas procuram cada vez mais alternativas sustentáveis às baterias de iões de lítio. O sódio é um dos elementos mais abundantes na Terra — o que torna as baterias de iões de sódio uma opção promissora para o armazenamento de energia no futuro.
Os investigadores da UL, em colaboração com colegas da Universidade de Valência, desenvolveram um processo de química verde que utiliza água em vez de solventes tóxicos para criar materiais para baterias. O processo elimina também a necessidade de ligantes sintéticos e aditivos habitualmente utilizados no fabrico de baterias.
O professor Maurice N. Collins, catedrático de Ciência dos Materiais na Faculdade de Engenharia da UL e responsável pela área de materiais sustentáveis e resilientes no Instituto Bernal, que liderou o estudo, afirmou: «Esta investigação mostra como um subproduto subutilizado das indústrias florestal e papeleira pode ser convertido num valioso material para baterias através de um processo simples à base de água.
«Um avanço fundamental da investigação foi a descoberta de que o desempenho do material pode ser adaptado através do controlo da sua estrutura à escala nanométrica. Ao projetar cuidadosamente a nanoestrutura do material de carbono, conseguimos melhorar a eficiência com que os iões de sódio são armazenados e libertados durante o carregamento e a descarga.»
A primeira autora do artigo, Judith Miralda-Jalle, investigadora de doutoramento na UL, afirmou: «Este estudo não se limitou à criação de um novo material para baterias, mas visou também compreender a ciência subjacente. Ao investigar como a química e a estrutura do carbono se alteravam durante o processamento, obtivemos conhecimentos que podem ajudar a orientar a conceção de materiais mais eficientes e sustentáveis para futuras baterias.»
A equipa produziu o material combinando lignossulfonato com outros ingredientes de origem natural para criar fibras ultrafinas. Estas foram depois convertidas em estruturas de carbono avançadas, concebidas especificamente para aplicações de armazenamento de energia.
Para além da sua potencial utilização em baterias, a investigação poderá criar uma nova e valiosa aplicação para o lignossulfonato, que é atualmente um subproduto industrial subutilizado.
O Professor Associado Tadhg Kennedy, codiretor do Centro de Investigação de Baterias AMPEiRE da Universidade de Limerick e coautor do trabalho, acrescentou: «O que é particularmente entusiasmante nesta investigação é o facto de a sustentabilidade estar integrada em todas as fases do desenvolvimento do material. Partimos de um subproduto industrial abundante, processamo-lo utilizando água em vez de solventes orgânicos e projetamos a sua estrutura interna para melhorar o armazenamento de sódio. Isto demonstra que é possível conceber materiais para baterias de alto desempenho tendo em conta tanto o desempenho eletroquímico como a responsabilidade ambiental.»
O professor Collins salientou o potencial ambiental desta investigação.
«O trabalho demonstra como os recursos renováveis podem ser transformados em materiais de elevado valor, apoiando simultaneamente o desenvolvimento de uma economia mais circular e sustentável, bem como o enorme potencial dos materiais sustentáveis para apoiar a próxima geração de tecnologias de armazenamento de energia», explicou o professor Collins.
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.
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