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Ânodos feitos de papel podem aumentar a vida útil das baterias de íons de lítio

Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Nanyang (NTU), em Cingapura, desenvolveram um novo processo chamado carbonização, que converte pedaços de papel em carbono puro. Eles transformaram essas fibras em eletrodos, que podem ser usados em baterias recarregáveis para celulares e outros equipamentos eletrônicos, incluindo carros elétricos.

Segundo os cientistas, tanto o vapor de água, quanto os óleos utilizados nesse processo de carbonização, podem ser aproveitados na produção de biocombustíveis, tornando essa técnica uma alternativa mais ecológica do que os métodos atuais de descarte de papel por incineração.

“Como a carbonização ocorre na ausência de oxigênio, esse sistema emite quantidades insignificantes de dióxido de carbono. Isso ajuda a reduzir drasticamente a produção de gases de efeito estufa”, explica o professor de engenharia mecânica Lai Changquan”, autor principal do estudo.

Sustentáveis e duráveis

Os ânodos dos carbono — componentes cruciais para baterias de íons de lítio — produzidos pelos pesquisadores são duráveis, flexíveis e apresentam propriedades eletroquímicas muito superiores em comparação com os ânodos convencionais fabricados atualmente em grande escala.

Esquema de fabricação dos ânodos feitos à base de papel (Imagem: Reprodução/NTU)
Esquema de fabricação dos ânodos feitos à base de papel (Imagem: Reprodução/NTU)

Durante os testes realizados em laboratório, os cientistas comprovaram que esses componentes podem ser carregados e descarregados por mais de 1.200 vezes. Com essa quantidade de ciclos, esses ânodos apresentaram uma durabilidade duas vezes maior do que os dispositivos usados nas baterias dos celulares atuais.

“Outra vantagem desses novos ânodos de carbono é que eles também podem suportar mais estresse físico do que as células de energia convencionais, absorvendo aproximadamente cinco vezes mais eletricidade em comparação com outras baterias de lítio”, acrescenta o professor Changquan.

Reduzindo custos

Esse método de fabricação, que usa resíduos de papel como matéria-prima para produzir ânodos de baterias, também utiliza menos metais pesados durante o processo. Como o ânodo representa entre 10% a 15% do custo total de uma bateria de íons de lítio, os cientistas acreditam que a nova técnica pode reduzir consideravelmente os custos de produção.

Estrutura interna dos ânodos feitos com papel reciclado (Imagem: Reprodução/NTU)
Estrutura interna dos ânodos feitos com papel reciclado (Imagem: Reprodução/NTU)

Além de diminuir a dependência de fontes convencionais de carbono — como combustíveis fósseis —, essa técnica também produz eletrodos mais resistentes, o que pode ajudar a prolongar a vida útil das baterias, principalmente daquelas usadas para alimentar equipamentos que demandam grandes quantidades de energia, como veículos elétricos.

“Nosso sistema converte um material comum e onipresente, como o papel, em outro extremamente durável. Acho que isso pode abrir um novo caminho e motivar outros pesquisadores a encontrar soluções para a transformação de outros substratos à base de celulose, como têxteis e materiais de embalagem, descartados em grandes quantidades no mundo todo”, encerra o professor Lai Changquan.

Fonte: Canaltech

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