Borra de caf gera excelentes eletrodos para baterias de ons de sdio

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 27/02/2024

Bateria de borra de caf

Uma equipe da Coreia do Sul e do Kazaquisto sintetizou um eletrodo de carbono para baterias feito de borra de caf usado – gros de caf torrados e modos tambm servem, mas sai mais caro.

Trata-se de um eletrodo de estado slido feito pela compresso da borra de caf seca, usada como precursor, e cido fosfrico (H₃PO₄) como agente dopante, para fornecimento das cargas positivas.

Madina Kalibek e seus colegas ento determinaram o nvel de dopagem ideal para maximizar a incorporao dos ons de fsforo na estrutura de carbono, de modo a otimizar o desempenho eletroqumico do material. Eles se concentraram especificamente em criar um material que possa funcionar como nodo para baterias de ons de sdio.

A escolha da borra de caf no apenas ambientalmente consciente, dado o descarte anual de aproximadamente 18 milhes de toneladas mtricas do material, como tambm aproveita a estrutura lignocelulsica nica dos resduos de caf. Isto sem falar no enfrentamento da situao colocada pela distribuio desigual e pela escassez das reservas de ltio, oferecendo uma soluo alternativa s baterias de ons de ltio.

Micrografia do nodo de carbono duro feito com borra de caf.
[Imagem: Madina Kalibek et al. – 10.1016/j.crcon.2024.100225]

Eletrodo de carbono duro

O carbono duro dopado do tipo p (positivo), carbonizado a 1300 C, apresentou uma capacidade reversvel de 341 miliamperes/hora por grama (mAh g^-1) a uma densidade de corrente de 20 mA g^-1, com uma eficincia coulmbica inicial de 83%.

Estes so resultados promissores para o uso de eletrodos de carbono duro no aumento da capacidade de armazenamento de energia das baterias de ons de sdio – nessas tecnologia de baterias, em vez do raro e caro ltio, usa-se o sdio, plenamente disponvel na gua do mar.

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