doi.org/10.1126/sciadv.adq5299
Credibilidade: 989
#Bateria
Pesquisadores sintetizaram o nitrogênio cúbico gauche (cg-N) em pressão atmosférica, confirmando sua estabilidade em temperaturas de até 760 K. Esse avanço pode revolucionar a produção de cg-N, um material com alta densidade de energia.
A equipe de pesquisa, liderada pelo Prof. Xianlong Wang do Instituto de Ciências Físicas de Hefei, que integra a Academia Chinesa de Ciências, conseguiu sintetizar o cg-N, material de alta densidade energética, a partir da azida de potássio (KN3), utilizando a técnica de deposição química em fase vapor com plasma (PECVD). O estudo foi publicado na revista *Science Advances*.
O cg-N é composto exclusivamente por átomos de nitrogênio ligados por ligações simples N-N, e sua estrutura se assemelha à do diamante. Esse material se destaca pela alta densidade energética e, ao decompor-se, libera apenas gás nitrogênio. Desenvolver métodos de síntese eficazes e seguros em pressão atmosférica tem sido um desafio importante.
Fundamentos Teóricos e Estabilidade da Superfície:
Desde 2020, a equipe usou cálculos de primeiros princípios para simular a estabilidade da superfície do cg-N em diferentes condições de saturação, pressão e temperatura. Os resultados mostraram que a instabilidade da superfície levava à decomposição do cg-N em baixas pressões. A equipe propôs que saturar as ligações suspensas da superfície e transferir carga estabilizaria o cg-N em até 750 K na pressão atmosférica.
Neste estudo, a escolha da azida de potássio (KN3), menos tóxica e explosiva, deve-se à forte capacidade de transferência eletrônica do potássio. Isso permitiu a síntese do cg-N com a tecnologia PECVD sem precisar do efeito limitador dos nanotubos de carbono. Medições de termogravimetria-calorimetria diferencial (TG-DSC) confirmaram que o cg-N sintetizado mantém estabilidade térmica até 760 K, quando então inicia decomposição rápida e intensa.
Segundo a equipe, o estudo oferece uma forma eficiente e prática de sintetizar o cg-N em pressão atmosférica, além de abrir novas perspectivas para o desenvolvimento de materiais com alta densidade de energia no futuro.
Publicado em 04/10/2024 14h00
Artigo original:
Estudo original: