<\/p>\n
Em artigo publicado na revista de alto impacto Advanced Energy Materials, pesquisadores do CINE e colaboradores apresentam um novo m\u00e9todo, mais r\u00e1pido e preciso do que os utilizados at\u00e9 o momento, para estudar baterias de l\u00edtio – oxig\u00eanio (Li-O2). O m\u00e9todo traz nova luz sobre as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que ocorrem nesses dispositivos promissores.<\/p>\n
Baterias de l\u00edtio-oxig\u00eanio podem ser a chave para armazenar energia em grande escala (por exemplo, em parques e\u00f3licos ou solares), por apresentarem a melhor rela\u00e7\u00e3o entre seu peso e a quantidade de energia que conseguem armazenar. Contudo, essa tecnologia ainda n\u00e3o atinge a durabilidade necess\u00e1ria \u00e0 comercializa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Um dos motivos \u00e9 a forma\u00e7\u00e3o de compostos indesejados que pode ocorrer durante a descarga da bateria, levando \u00e0 degrada\u00e7\u00e3o de seus componentes e a falhas no funcionamento. Para entender este ponto, \u00e9 necess\u00e1rio lembrar que a capacidade destes dispositivos de armazenar e liberar energia se baseia na rea\u00e7\u00e3o do l\u00edtio proveniente do \u00e2nodo com o oxig\u00eanio que se difunde pelo c\u00e1todo. Essas rea\u00e7\u00f5es formam compostos como o per\u00f3xido de l\u00edtio (Li2O2), os quais se decomp\u00f5em quando a bateria recarrega. E tudo volta a come\u00e7ar na descarga seguinte.<\/p>\n
Como a fonte de oxig\u00eanio nesses dispositivos costuma ser o pr\u00f3prio ar (abundante, gratuito e f\u00e1cil de capturar), di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua que acabam entrando na bateria podem intervir nas rea\u00e7\u00f5es e gerar compostos delet\u00e9rios. Al\u00e9m disso, o uso de catalisadores na bateria tamb\u00e9m pode impactar essas rea\u00e7\u00f5es, introduzindo novos elementos.<\/p>\n
Nesse contexto, um grupo de pesquisadores do CINE, ligados ao programa Armazenamento Avan\u00e7ado de Energia, vem dedicando esfor\u00e7os a desenvolver os m\u00e9todos e equipamentos mais adequados para entender a forma\u00e7\u00e3o desses compostos qu\u00edmicos (os chamados \u201cprodutos de descarga\u201d) nos dispositivos.<\/p>\n
Neste novo trabalho, os pesquisadores se basearam na t\u00e9cnica de espectroscopia do infravermelho, que explora as intera\u00e7\u00f5es entre a radia\u00e7\u00e3o infravermelha e a mat\u00e9ria para identificar subst\u00e2ncias qu\u00edmicas. Para poder alcan\u00e7ar a escala nanom\u00e9trica, eles utilizaram radia\u00e7\u00e3o proveniente de luz s\u00edncrotron em experimentos realizados no LNLS\/CNPEM.<\/p>\n
Os autores combinaram dois tipos de experimentos complementares. Para estudar as mudan\u00e7as qu\u00edmicas na escala microm\u00e9trica, realizaram as medidas enquanto a bateria estava descarregando (in operando). J\u00e1 na escala nanom\u00e9trica, experimentos desse tipo n\u00e3o foram poss\u00edveis, e a equipe optou por an\u00e1lises in situ (ou seja, usando a pr\u00f3pria bateria como amostra, por\u00e9m sem que esteja em opera\u00e7\u00e3o). Essa combina\u00e7\u00e3o permitiu obter resultados mais s\u00f3lidos, bem como comprovar a viabilidade do uso de espectroscopia do infravermelho na escala nanom\u00e9trica no estudo de baterias Li-O2.<\/p>\n
\u201cA principal contribui\u00e7\u00e3o deste trabalho foi criar uma forma de an\u00e1lise das baterias Li-O2 que permite uma caracteriza\u00e7\u00e3o qu\u00edmica local de poucos nan\u00f4metros por espectroscopia do infravermelho que nunca havia sido feita antes\u201d, resume o professor Gustavo Doubek<\/b><\/a> (UNICAMP), pesquisador principal no CINE. \u201cAs t\u00e9cnicas usuais de caracteriza\u00e7\u00e3o de infravermelho apenas nos d\u00e3o uma informa\u00e7\u00e3o m\u00e9dia sobre uma \u00e1rea maior e assim n\u00e3o conseguimos saber exatamente quais materiais s\u00e3o os respons\u00e1veis pelas altera\u00e7\u00f5es observadas\u201d, explica Doubek, que coordenou a pesquisa.<\/p>\n Entre outros resultados, o trabalho mostrou que os produtos de descarga se distribuem de forma homog\u00eanea nas escalas nano e micro, e que a presen\u00e7a de di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua gera outros compostos al\u00e9m dos desejados para o funcionamento da bateria. Al\u00e9m disso, a t\u00e9cnica in situ na nanoescala identificou a degrada\u00e7\u00e3o do eletr\u00f3lito da bateria nos primeiros minutos de opera\u00e7\u00e3o, fato que, com outras t\u00e9cnicas, s\u00f3 era mensur\u00e1vel ap\u00f3s muitas horas de experimentos.<\/p>\n Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:<\/b> In Situ Infrared Micro and Nanospectroscopy for Discharge Chemical Composition Investigation of Non-Aqueous Lithium\u2013Air Cells.<\/i> Thayane C. M. Nepel, Chayene G. Anchieta, Leticia F. Cremasco,Bianca P. Sousa, Andr\u00e9 N. Miranda, Lorrane C. C. B. Oliveira, Bruno A. B. Francisco,Julia P. de O. J\u00falio, Francisco C. B. Maia, Raul O. Freitas, Cristiane B. Rodella, Rubens M. Filho, Gustavo Doubek. Adv. Energy Mater. 2021, 2101884. Adv. Energy Mater. 2021, 2101884. https:\/\/doi.org\/10.1002\/aenm. Autores do artigo que s\u00e3o membros do CINE: <\/b>Thayane C. M. Nepel (p\u00f3s-doc na UNICAMP), Chayene G. Anchieta (p\u00f3s-doc na UNICAMP), Leticia F. Cremasco,(doutoranda na UNICAMP), Bianca P. Sousa (doutoranda na UNICAMP), Andr\u00e9 N. Miranda (doutoranda na UNICAMP), Lorrane C. C. B. Oliveira (doutoranda na UNICAMP), Bruno A. B. Francisco (mestrando na UNICAMP), Julia P. de O. J\u00falio (mestranda na UNICAMP), Rubens M. Filho (professor da UNICAMP e coordenador de programa de pesquisa no CINE) e Gustavo Doubek (professor da UNICAMP e pesquisador principal no CINE).<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Em artigo publicado na revista de alto impacto Advanced Energy Materials, pesquisadores do CINE e colaboradores apresentam um novo m\u00e9todo, mais r\u00e1pido e preciso do que os utilizados at\u00e9 o momento, para estudar baterias de l\u00edtio – oxig\u00eanio (Li-O2). O m\u00e9todo traz nova luz sobre as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que ocorrem nesses dispositivos promissores. Baterias de l\u00edtio-oxig\u00eanio podem ser a chave para armazenar energia em grande escala (por exemplo, em parques…<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":5973,"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":[144,131],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5972"}],"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\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5972"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5972\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6545,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5972\/revisions\/6545"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5973"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5972"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5972"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5972"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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