A chave é MXene, um material bidimensional consistindo em duas partes: um hidrogel (um gel com um componente líquido de água) e um óxido metálico. É estruturalmente denso o suficiente para proteger a radiação e filtrar a água, como demonstrou a equipe de pesquisa da Drexel em 2011. Mas também é altamente condutivo, o que o torna um bom candidato para membranas de bateria.
Vídeos recomendados
Isso graças à composição química do MXene, que otimiza o fluxo de eletrodos — os locais onde a energia é armazenada nas baterias para carregamento — através dele. As baterias seguram
íons em portas chamadas “locais ativos redox” para reter uma carga, e o número de portas que uma bateria contém é diretamente proporcional à quantidade de carga que ela pode reter.
Ao contrário das membranas das baterias de hoje, que têm caminhos limitados para os íons chegarem às portas, o MXene cria vários caminhos para os íons viajarem. E a condutividade naturalmente alta do MXene ajuda a mover os íons rapidamente, aumentando a taxa de recarga efetiva.
“Nas baterias tradicionais […] os íons têm um caminho tortuoso em direção às portas de armazenamento de carga, o que não apenas desacelera tudo, mas também cria uma situação em que muito poucos íons realmente chegam ao seu destino com taxas de carregamento rápidas”, Maria Lukatskaya, pesquisadora do equipe, disse. “A arquitetura de eletrodo ideal seria algo como íons se movendo para os portos através de ‘rodovias’ de alta velocidade e múltiplas faixas, em vez de estradas de faixa única. Nosso design de eletrodo macroporoso atinge esse objetivo, o que permite um carregamento rápido – da ordem de alguns segundos ou menos.”
O resultado final pode ser uma bateria que leva apenas “dezenas de milissegundos” para recarregar totalmente, em vez de minutos ou horas. Yuri Gogotsi, professor de ciência e engenharia de materiais, disse que a aplicação do MXene no mundo real poderia levar a melhores baterias de laptop e carro elétrico baterias. “Se começarmos a usar materiais de baixa dimensão e condutores eletrônicos como eletrodos de bateria, poderemos fazer com que as baterias funcionem muito, muito mais rápido do que hoje”, disse ele. “Eventualmente, a apreciação deste facto levar-nos-á a baterias de automóveis, computadores portáteis e telemóveis capazes de carregar a taxas muito mais elevadas – segundos ou minutos em vez de horas.”
O Mxene ainda não é comercialmente viável – Gogotsi estima que faltam pelo menos três anos para chegar a produtos fabricados em massa, como baterias de celular. Mas a equipe está comprometida em explorar novas aplicações no curto prazo.
Recomendações dos Editores
- Seu próximo iPhone pode não ter engastes. Veja por que isso pode ser um problema
- Seu próximo monitor Mac pode ter esse novo recurso genial
- É oficial – o próximo Razr da Motorola é o telefone 2023 pelo qual mal posso esperar
- Seu próximo carro poderia ter TiVo integrado
- iOS 16.5 está trazendo dois novos recursos interessantes para o seu iPhone
Atualize seu estilo de vidaDigital Trends ajuda os leitores a manter o controle sobre o mundo acelerado da tecnologia com as últimas notícias, análises divertidas de produtos, editoriais criteriosos e prévias únicas.
