<\/p>\n
Um conjunto de pesquisas recentemente publicadas traz importantes avan\u00e7os para superar limita\u00e7\u00f5es das baterias de l\u00edtio-enxofre, tecnologia emergente que re\u00fane vantagens em termos de custos, capacidade e sustentabilidade com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 tecnologia de \u00edons de l\u00edtio, a qual domina hoje o mercado de baterias recarreg\u00e1veis.<\/p>\n
As baterias de l\u00edtio-enxofre s\u00e3o geralmente formadas por um eletrodo positivo (c\u00e1todo) baseado em enxofre, um eletrodo negativo (\u00e2nodo) de l\u00edtio met\u00e1lico e um eletr\u00f3lito entre eles. A sua opera\u00e7\u00e3o de carga e descarga (armazenamento e entrega de energia) se baseia em rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas que ocorrem entre o enxofre e os \u00edons de l\u00edtio.<\/p>\n
Uma das grandes vantagens da tecnologia \u00e9 que o principal elemento ativo, o enxofre, \u00e9 abundante no planeta e est\u00e1 amplamente dispon\u00edvel como res\u00edduo de processos industriais, podendo ser obtido sem precisar miner\u00e1-lo.<\/p>\n
Al\u00e9m disso, essas baterias conseguem armazenar muito mais energia do que as baterias de \u00edons de l\u00edtio no mesmo volume. \u201cAs baterias de l\u00edtio-enxofre apresentam uma densidade de energia te\u00f3rica de 2600 Wh kg-1. Os valores pr\u00e1ticos obtidos s\u00e3o menores, mas permanecem superiores aos das baterias de l\u00edtio-\u00edon convencionais\u201d, explica Murilo Machado Amaral, que desenvolveu pesquisas sobre essa tecnologia emergente durante seu doutorado na UNICAMP, no contexto do CINE, e atualmente faz p\u00f3s-doutorado na USP, tamb\u00e9m na \u00e1rea de baterias.<\/p>\n
Contudo, as baterias de l\u00edtio-enxofre ainda apresentam limita\u00e7\u00f5es que impedem a sua ampla comercializa\u00e7\u00e3o. Uma das principais \u00e9 a perda acelerada e irrevers\u00edvel de capacidade que esses dispositivos sofrem em cada ciclo de carga e descarga, levando \u00e0 piora do seu desempenho e \u00e0 diminui\u00e7\u00e3o da sua vida \u00fatil.<\/p>\n
O problema se origina na intera\u00e7\u00e3o de polissulfetos sol\u00faveis com o \u00e2nodo. Esses compostos, que se formam durante rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas que acontecem normalmente nas baterias de l\u00edtio-enxofre, podem migrar do c\u00e1todo para o \u00e2nodo. \u201cAli, eles reagem com o l\u00edtio met\u00e1lico, formando compostos insol\u00faveis que podem passivar na superf\u00edcie do \u00e2nodo, resultando em perda irrevers\u00edvel de material ativo e afetando a vida \u00fatil da bateria\u201d, explica Murilo.<\/p>\n
Para resolver o problema, uma das possibilidades \u00e9 utilizar, no c\u00e1todo, um material que hospede o enxofre, aumente a sua condutividade e, ao mesmo tempo, iniba a migra\u00e7\u00e3o dos polissulfetos sol\u00faveis para o l\u00edtio met\u00e1lico.<\/p>\n
Desenvolver materiais desse tipo foi um dos desafios do doutorado rec\u00e9m-conclu\u00eddo de Murilo Machado Amaral, realizado sob orienta\u00e7\u00e3o de Hudson Zanin, que \u00e9 professor da Faculdade de Engenharia El\u00e9trica e de Computa\u00e7\u00e3o da UNICAMP e coordena o Programa Armazenamento Avan\u00e7ado de Energia no CINE.<\/p>\n
\u201cEssa pesquisa gerou dois artigos cient\u00edficos publicados na revista \u201cBatteries & Supercaps\u201d, que investigaram a aplica\u00e7\u00e3o de materiais cer\u00e2micos derivados de precursores polim\u00e9ricos como hospedeiros de enxofre em baterias de l\u00edtio-enxofre\u201d, conta Murilo. Os estudos foram realizados em colabora\u00e7\u00e3o entre grupos da UNICAMP, da Kansas State University e do SLAC National Accelerator Laboratory, operado pela Stanford University. Al\u00e9m disso, um desses trabalhos teve a colabora\u00e7\u00e3o de um cientista do centro de pesquisa espanhol CIC energiGUNE.<\/p>\n
Especificamente, os trabalhos estudaram a incorpora\u00e7\u00e3o de tit\u00e2nio em oxicarbeto de sil\u00edcio e a adi\u00e7\u00e3o de boro em carbonitreto de sil\u00edcio. Ambos os materiais obtidos demonstraram um bom funcionamento como hospedeiros do enxofre no c\u00e1todo das baterias, retendo os polissulfetos e diminuindo o \u201cefeito shuttle\u201d. Dessa forma, os materiais promoveram estabilidade nas baterias e melhoraram seu desempenho.<\/p>\n
Os estudos agregaram a experi\u00eancia em dispositivos de armazenamento de energia do grupo do CINE, liderado pelo professor Zanin; a expertise em s\u00edntese de materiais cer\u00e2micos para esses dispositivos dos pesquisadores da Kansas State University, liderados pelo professor Gurpreet Singh, e o conhecimento da coordenadora de pesquisa do SLAC National Accelerator Laboratory, Johanna Nelson Weker, na caracteriza\u00e7\u00e3o de baterias utilizando t\u00e9cnicas de raios X utilizando radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron.<\/p>\n
A colabora\u00e7\u00e3o incluiu viagens de Murilo aos Estados Unidos para realizar dois est\u00e1gios cient\u00edficos. No primeiro, foi feita a s\u00edntese de materiais cer\u00e2micos e os primeiros testes eletroqu\u00edmicos na Kansas State University. No segundo, foram realizados os principais experimentos de caracteriza\u00e7\u00e3o no SLAC National Accelerator Laboratory. Ambos os est\u00e1gios ocorreram durante o doutorado de Murilo, com financiamento da FAPESP.<\/p>\n
Al\u00e9m dos artigos sobre o desempenho de materiais cer\u00e2micos como hospedeiros de enxofre em baterias de l\u00edtio-enxofre, o doutorado de Murilo gerou uma publica\u00e7\u00e3o numa revista de alto fator de impacto, a \u201cAdvanced Science\u201d, sobre outro problema que afeta o desempenho dessas baterias: a instabilidade da camada de interface c\u00e1todo-eletr\u00f3lito, cuja forma\u00e7\u00e3o e estabilidade s\u00e3o essenciais para estes dispositivos.<\/p>\n
O estudo investigou a forma\u00e7\u00e3o dessa camada utilizando a t\u00e9cnica de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier in situ. \u201cDessa forma, foi poss\u00edvel monitorar diretamente a forma\u00e7\u00e3o e a estabilidade desta camada, que atua como condutor i\u00f4nico e isolante eletr\u00f4nico nas baterias\u201d, diz Murilo.<\/p>\n
Al\u00e9m de envolver a colabora\u00e7\u00e3o dos grupos dos professores Hudson Zanin, Gurpreet Singh e Johanna Nelson Weker, o trabalho sobre a camada c\u00e1todo – eletr\u00f3lito contou com a valiosa participa\u00e7\u00e3o de outros pesquisadores do CINE. De fato, as medidas de espectroscopia foram realizadas utilizando uma c\u00e9lula espectroeletroqu\u00edmica previamente desenvolvida e patenteada pelo grupo do professor Gustavo Doubek, da Faculdade de Engenharia Qu\u00edmica da UNICAMP. Por sua vez, o professor Pablo Fernandez, do Instituto de Qu\u00edmica da UNICAMP, forneceu a sua expertise nesse tipo de experimento. Tamb\u00e9m participaram do trabalho pesquisadores da Universidade Federal de Mato Grosso que fazem parte do CINE.<\/p>\n
Os trabalhos contaram com financiamento da FAPESP, FINEP, CNPq, FAEPEX-UNICAMP e Shell, al\u00e9m do suporte estrat\u00e9gico da ANP e do financiamento da ag\u00eancia estadunidense National Science Foundation (EUA).<\/p>\n
Refer\u00eancia dos artigos cient\u00edficos:\u00a0<\/strong><\/p>\n Titanium-Modified Silicon Oxycarbide as an Efficient Sulfur Host for Lithium\u2013Sulfur Batteries.<\/strong> Murilo M. Amaral, Arijit Roy, Manuel J. Pinz\u00f3n C., Otavio Marques, Shakir Bin Mujib, Hudson Zanin, Johanna Nelson Weker, Gurpreet Singh. Batteries & Supercaps 2026, 9, e202500774. https:\/\/doi.org\/10.1002\/batt. Boron-modified silicon carbonitride as a sulfur host for stable lithium-sulfur batteries.<\/strong> Murilo Machado Amaral, Arijit Roy, Romil Bhandavat, Hudson Zanin, Johanna Nelson Weker, Gurpreet Singh. Batteries & Supercaps 2026, 9, e70395. https:\/\/doi.org\/10.1002\/batt. Unveiling the Formation and Evolution of the Cathode\u2013Electrolyte Interphase in Lithium\u2013Sulfur Batteries.<\/strong> Murilo Machado Amaral, Otavio Jovino Marques, Andr\u00e9 de Navarro de Miranda, Aline Carlos Oliveira, Gustavo Doubek, Gurpreet Singh, Hudson Zanin, Renato Garcia Freitas, Johanna Nelson Weker, Pablo Sebastian Fernandez. Adv. Sci. 13, no. 9 (2026): e18282. https:\/\/doi.org\/10.1002\/advs. Membros e ex-membros do CINE que participaram do trabalho:<\/strong> \u00a0Andr\u00e9 de Navarro de Miranda, Manuel Jonathan Pinz\u00f3n C\u00e1rdenas, Murilo M. Amaral, Prof. Gustavo Doubek, Prof. Hudson Zanin, Prof. Pablo Sebasti\u00e1n Fernandez e Prof. Renato Garcia Freitas.<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Um conjunto de pesquisas recentemente publicadas traz importantes avan\u00e7os para superar limita\u00e7\u00f5es das baterias de l\u00edtio-enxofre, tecnologia emergente que re\u00fane vantagens em termos de custos, capacidade e sustentabilidade com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 tecnologia de \u00edons de l\u00edtio, a qual domina hoje o mercado de baterias recarreg\u00e1veis. As baterias de l\u00edtio-enxofre s\u00e3o geralmente formadas por um eletrodo positivo (c\u00e1todo) baseado em enxofre, um eletrodo negativo (\u00e2nodo) de l\u00edtio met\u00e1lico e um eletr\u00f3lito…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":13327,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[131],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13326"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13326"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13326\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13328,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13326\/revisions\/13328"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media\/13327"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13326"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13326"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13326"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}