27/04/2017

IUPAC 2017: Clare Grey traz ao Brasil a polêmica das baterias lítio-ar

Descoberta anunciada pela pesquisadora de Cambridge, que poderia aumentar substancialmente a capacidade de armazenamento de energia de baterias, foi questionada por cientistas

Em outubro de 2015, um artigo publicado na Science descreveu pela primeira vez uma bateria de lítio-ar com reações cíclicas pela formação e decomposição de hidróxido de lítio. Diferentemente daquelas que estão nos nossos celulares e computadores, essa não se desgasta em poucos anos. O sucesso da pesquisa liderada pela química Clare Grey, diretora do grupo de pesquisa de materiais da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, poderia representar a viabilidade econômica do carro elétrico, entre outras conquistas para a sociedade.

Seis meses depois, a Science publicava dois artigos de cientistas de sete instituições nos EUA, China e Austrália com críticas ao artigo de Clare, alegando que ele contém erros e que suas afirmações não podem ser replicadas. Na mesma edição, a britânica procurou refutar seus críticos. O abstract de sua primeira réplica diz: "Baterias do tipo lítio-oxigênio (Li-O₂) podem ciclar reversivelmente em dimetoxietano na presença de iodeto de lítio (LiI) como aditivo, levando à formação de hidróxido de lítio (LiOH). Viswanathan et al. argumentam que, devido ao potencial padrão da reação 4OH ^– ↔ 2H₂O + O₂ + 4e ^– ser de 3,34 V versus Li/Li⁺, o LiOH não pode ser oxidado pelos íons triiodeto (I₃^–). Entretanto, em condições não-aquosas, esta reação deve ocorrer em um potencial diferente. O LiOH também pode reagir quimicamente com os íons I₃^– para formar IO₃^–, entretanto estudos adicionais são necessários para se determinar as velocidades relativas das duas reações durante o processo de carga do dispositivo."

Professora Clare Grey, da Universidade de Cambridge: sua pesquisa pode representar um grande avanço para o armazenamento de energia

É neste cenário que a Professora Clare Grey vem ao Brasil, como palestrante keynote do 46º. Congresso Mundial de Química, IUPAC 2017, a ser realizado em São Paulo, de 9 a 14 de julho.

Segundo o secretário adjunto do Comitê Organizador, professor Roberto Torresi (IQ-USP), Clare é uma pesquisadora relativamente jovem e em plena ascensão. O seu grupo de pesquisa foi o primeiro que conseguiu fazer imagens por ressonância magnética de sistemas de armazenamento de energia durante o funcionamento dos dispositivos, sendo isso muito importante para elucidar as reações químicas que estão acontecendo dentro dos mesmos. "Clare é sem dúvida um dos destaques do Congresso", afirma.

Clare Grey é uma das maiores especialistas na busca de materiais para tornar baterias mais eficientes. Ela obteve seu doutorado em Oxford, em 1991 e leciona nas áreas de química do estado sólido, métodos de caracterização, cristalografia e RMN. Seu grupo estuda a natureza dos materiais em estados sólidos por Ressonância Magnética Nuclear, difração de raios-X e nêutron, microscopia eletrônica e cálculos computacionais. Os materiais investigados têm aplicações em supracapacitores, células de combustível e baterias. O grupo é formado por 21 doutorandos e 22 pós-docs de 10 nacionalidades.

Para saber mais:

Artigo original:
http://science.sciencemag.org/content/350/6260/530

Artigo que critica Clare:
http://science.sciencemag.org/content/352/6286/667.3

Resposta de Clare:
http://science.sciencemag.org/content/352/6286/667.4

Segundo artigo que critica Clare:
http://science.sciencemag.org/content/352/6286/667.1

Resposta de Clare ao segundo artigo:
http://science.sciencemag.org/content/352/6286/667.2

Página do Grey Group:
http://www.ch.cam.ac.uk/group/grey

Página pessoal de Clare Grey:
http://www.ch.cam.ac.uk/person/cpg27

Abstract da resposta dela:
Lithium-oxygen (Li-O₂) batteries cycle reversibly with lithium iodide (LiI) additives in dimethoxyethane (DME) to form lithium hydroxide (LiOH). Viswanathan et al. argue that because the standard redox potential of the four-electron (e^−) reaction, 4OH^– ↔ 2H₂O + O₂ + 4e^–, is at 3.34 V versus Li⁺/Li, LiOH cannot be removed by the triiodide ion (I₃^–). However, under nonaqueous conditions, this reaction will occur at a different potential. LiOH also reacts chemically with I₃^– to form IO₃^–, further studies being required to determine the relative rates of the two reactions on electrochemical charge.


Texto: Mario Henrique Viana (Assessoria de Imprensa da SBQ)