O que é uma bateria Nanowire?

Uma bateria de nanofios é uma forma de bateria de armazenamento químico baseada no modelo de bateria de íons de lítio, desenvolvido pela primeira vez em 2007 na Universidade de Stanford, nos EUA. Ele ainda está sendo aperfeiçoado a partir de 2011, com vendas para o público agendadas para 2012. A tecnologia utiliza uma série de muitos nanofios de silício conectados em uma escala de bilionésimo de metro, situada na extremidade da tensão negativa da bateria. Esse avanço na ciência dos materiais aumentou a densidade de armazenamento de 8 para 10 vezes a das baterias convencionais de íons de lítio, o que faria algo como uma câmera recarregável, telefone celular ou bateria de laptop durar 8 a 10 vezes mais antes de ser esgotado e ter A bateria de nanofios também é vista como um desenvolvimento importante para carros elétricos, pois possui taxas de carga muito mais rápidas, tanto pelo aumento da área superficial dos próprios nanofios quanto pelo uso de silício em sua estrutura química.

Os princípios por trás da bateria de nanofios facilitaram pesquisas semelhantes nos Sandia National Laboratories nos EUA a partir de 2010, onde um ânodo de nanofios de silício formado por apenas um nanofios é usado. Esse nanofio tem 100 nanômetros de largura, ou aproximadamente a largura de um glóbulo vermelho humano médio, e cerca de 10.000 nanômetros de comprimento, ou 0,01 milímetros. O objetivo desta bateria, feita com um microscópio eletrônico de transmissão (TEM), é pesquisar ainda mais os recursos da tecnologia. Também há planos para que ela sirva como uma fonte de energia extremamente pequena para implantes médicos, além de alimentar outros dispositivos microeletrônicos.

O desenvolvimento da bateria de nanofios é visto como revolucionário, embora tenha algumas desvantagens limitadas. Como a área de superfície dos nanofios combinados é muito maior do que a área que um ânodo de grafite em uma bateria típica possui, após um período de várias fases de recarga, os nanofios começam a adquirir uma interfase eletrolítica sólida (SEI). Este é um tipo de revestimento químico que restringe a capacidade de carga atual do ânodo de nanofios de silício. Essa limitação pode resultar em uma rápida queda de energia da bateria de nanofios à medida que envelhece, embora pesquisas tenham mostrado que elas podem ser praticamente recarregadas para 80% dos níveis completos pelo menos 250 vezes, e o objetivo é atingir um nível de recarga de 3.000 vezes em produtos do setor comercial.

A pesquisa em baterias de armazenamento à base de silício já dura mais de trinta anos. Problemas práticos com o inchamento de silício limitaram a utilidade da idéia até que os nanofios fossem inventados. O pesquisador principal do projeto da Universidade de Stanford, Dr. Yi Cui, refina a bateria de nanofios desde pelo menos 2007. Agora é visto como capaz de aumentar os níveis práticos de produção em massa usando nanofios de carbono e silício, que não exigem altas temperaturas para crescer como o silício puro.

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