Resíduos de silício serão usados em baterias de lítio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/02/2021

São centenas de milhares toneladas de aparas silício descartadas todos os anos pela indústria eletrônica.
[Imagem: Jaeyoung Choi et al. - 10.1149/1945-7111/abdd7e]

Reciclagem do silício

Com a indústria eletrônica produzindo bilhões de chips de silício todos os anos há décadas, você já deve ter imaginado que há um bocado de rejeitos de semicondutores descartados todos os dias.

Esse lixo eletrônico primário é constituído principalmente por pó, uma vez que processadores e demais chips são feitos em lotes sobre pastilhas redondas de várias polegadas de diâmetro, e é necessário serrar todas essas pastilhas para vender os chips individualmente.

Mas, além do pó, há também toneladas de aparas, rebarbas e filetes de silício, já que as pastilhas são redondas e os chips são quadrados ou retangulares.

A boa notícia é que todo esse silício descartado poderá se tornar matéria-prima para a fabricação de baterias de íons de lítio.

Engenheiros da Universidade de Osaka, no Japão, fabricaram eletrodos para baterias de lítio usando as rebarbas e a serragem de silício da indústria microeletrônica e, de quebra, descobriram que essas baterias têm melhor desempenho, menor custo e são menos ambientalmente agressivas ao final de suas vidas.

Baterias com eletrodos de silício

Apesar dos esforços para lidar com o rejeito de silício, até agora ninguém havia conseguido transformá-lo em eletrodos.

"Neste estudo, compósitos de folhas de silício e grafite [extraídas] das aparas de silício e grafite expandida são usados como material ativo com custo e orçamento térmico reduzidos. O nanopó de silício é disperso e envolvido entre folhas ultrafinas de grafite fabricadas de grafite expandida," conto o pesquisador Jaeyoung Choi.

"Formam-se pontes através das rachaduras nas folhas de grafite, suprimindo as rachaduras e o descolamento do silício. Essas folhas de grafite aglomeradas envolvem os compósitos, funcionando como estruturas estáveis que protegem os caminhos dos eletrólitos e criam espaços de acomodação para mudanças de volume no silício," completou.

Os protótipos suportaram 900 ciclos de carga e descarga a até 1.200 mAh/g.

"Baterias com anodos de silício de alta capacidade e alta densidade de corrente têm potencial para serem utilizadas em veículos elétricos. Este potencial, combinado com o aumento da geração de limalhas de silício como resíduo industrial, permitirá que nosso trabalho contribua para a redução das emissões de gases de efeito estufa," disse o professor Taketoshi Matsumoto.

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