Bateria de borra de café é eficiente e dispensa o lítio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/02/2024

É uma utilização nobre para um material hoje descartado no mundo todo.
[Imagem: Gerado por IA/DALL-E]

Bateria de borra de café

Uma equipe da Coreia do Sul e do Kazaquistão sintetizou um eletrodo de carbono para baterias feito de borra de café usado - grãos de café torrados e moídos também servem, mas sai mais caro.

Trata-se de um eletrodo de estado sólido feito pela compressão da borra de café seca, usada como precursor, e ácido fosfórico (H₃PO₄) como agente dopante, para fornecimento das cargas positivas.

Madina Kalibek e seus colegas então determinaram o nível de dopagem ideal para maximizar a incorporação dos íons de fósforo na estrutura de carbono, de modo a otimizar o desempenho eletroquímico do material. Eles se concentraram especificamente em criar um material que possa funcionar como ânodo para baterias de íons de sódio.

A escolha da borra de café não é apenas ambientalmente consciente, dado o descarte anual de aproximadamente 18 milhões de toneladas métricas do material, como também aproveita a estrutura lignocelulósica única dos resíduos de café. Isto sem falar no enfrentamento da situação colocada pela distribuição desigual e pela escassez das reservas de lítio, oferecendo uma solução alternativa às baterias de íons de lítio.

Micrografia do ânodo de carbono duro feito com borra de café.
[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 reversível de 341 miliamperes/hora por grama (mAh g^-1) a uma densidade de corrente de 20 mA g^-1, com uma eficiência coulômbica inicial de 83%.

Estes são resultados promissores para o uso de eletrodos de carbono duro no aumento da capacidade de armazenamento de energia das baterias de íons de sódio - nessas tecnologia de baterias, em vez do raro e caro lítio, usa-se o sódio, plenamente disponível na água do mar.

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