Descrição do PNNL para as alterações causados pelo íon no eletrodo de estanho

Fonte da imagem: PNNL

Cientistas descobriram que os elementos de estanho usados como eletrodos nas pilhas recarregáveis sofrem alterações com a passagem dos íons.Gravações em vídeo da passagem de íons de lítio (Li+) por um nanofilamento de óxido de estanho (SnO2) mostraram a cientistas do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), nos Estados Unidos, o processo pelo qual baterias de íon-lítio perdem sua eficácia ao longo do tempo.

Quando o lítio perde elétrons – tornando-se um íon e fornecendo energia – ele é transportado por meio do eletrodo de estanho, semelhante a um “canudinho”. Quando a bateria é recarregada, os íons recuperam os elétrons liberados anteriormente e retornam ao estado de átomos de lítio, aguardando uma nova ionização.

Fonte do vídeo: PNNL

A partir de gravações feitas de um nanofilamento isolado, os pesquisadores do PNNL descobriram que o estanho que compõe o eletrodo negativo da bateria perde sua configuração estrutural com a passagem dos íons. O diâmetro do filamento aumenta em um terço do tamanho original, e o trânsito das cargas elétricas também altera a estrutura cristalina do material para algo semelhante ao vidro.

As alterações de formato e estrutura do nanofilamento de estanho são – segundo a equipe do PNNL – as prováveis razões para a vida útil relativamente curta das baterias de íon-lítio. Com o passar do tempo, as cargas e recargas sucessivas da bateria acabariam por inutilizar o eletrodo positivo, impedindo o transporte da energia.

Com base nessas observações, os cientistas já procuram desenvolver nanofilamentos mais resistentes para criar uma bateria de durabilidade mais longa e de maior eficácia no armazenamento e liberação de carga.

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