Pesquisadores da Universidade de Stanford fizeram uma nova descoberta no campo de materiais para baterias à base de ferro, que deverá melhorar o desempenho da tecnologia de armazenamento de energia. Uma equipe interdisciplinar liderada por Harry Ramachandran, Edward Mue e Edel Lomeli, com base na teoria proposta por William Ghent em 2018, desenvolveu com sucesso materiais para armazenamento de energia à base de ferro com maior densidade energética. Esta pesquisa foi publicada recentemente na revista *Nature Materials*. Os estados eletrônicos fundamentais dos membros terminais Fe(III) e Fe(V) foram simulados usando cálculos RIXS e XAS.
A equipe de pesquisa projetou de forma inovadora o material para bateria à base de ferro, permitindo que cada átomo de ferro transfira reversivelmente cinco elétrons durante o carregamento e a descarga, uma melhoria em relação aos materiais tradicionais. Ramachandran afirmou: "Reduzir as partículas a uma escala tão pequena — apenas 300 a 400 nanômetros de diâmetro, cerca de 40 vezes menor do que antes — provou ser um desafio." A equipe preparou com sucesso novos materiais nanoestruturados controlando com precisão o processo de síntese.
Este novo material para baterias à base de ferro demonstrou boa estabilidade em experimentos. "Em nossos testes eletroquímicos, este material parece permitir que o ferro perca e recupere cinco elétrons reversivelmente, mantendo uma estrutura cristalina estável", explicou Mu. A equipe de pesquisa confirmou as características da estrutura eletrônica do material por meio de análises espectrais e simulações computacionais.
Além das aplicações em armazenamento de energia, esta pesquisa sobre materiais à base de ferro também pode ter um impacto positivo no desenvolvimento de dispositivos de ressonância magnética e tecnologia de levitação magnética. A equipe de pesquisa, composta por 23 cientistas de diversas universidades e instituições de pesquisa, demonstra a importância da colaboração interinstitucional na pesquisa em ciência dos materiais.
Atualmente, a equipe está trabalhando para otimizar a composição e a estrutura deste material para baterias à base de ferro e explorar elementos alternativos para reduzir os custos do material. Ramachandran destacou: "Cátodos de alta voltagem à base de ferro podem evitar a relação inversa entre alta voltagem e metais de alto custo presentes em materiais catódicos anteriores". Esta pesquisa proporcionará novas possibilidades para o desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de energia de próxima geração.
