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Energia

Surge uma alternativa às baterias: Nanocapacitores eletrostáticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/03/2009

Surge uma alternativa às baterias: Nanocapacitores eletrostáticos
Nanocapacitores eletrostáticos formados sobre um filme de óxido de alumínio nanoporoso por meio da deposição sequencial de camadas metal-isolante-metal.[Imagem: (A. James Clark School of Engineering, U-Md]

Pesquisadores da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova tecnologia para armazenar energia elétrica que, em alguns casos, chega a ser 10 vezes mais eficiente dos que as melhores alternativas disponíveis hoje.

O professor Sang Bok Lee e sua equipe criou milhões de nanoestruturas idênticas com formatos ajustados para a melhor eficiência na transferência de elétrons das grandes áreas superficiais onde eles são armazenados.

Combinações únicas de materiais

Os materiais sempre se comportam segundo as leis básicas da natureza. O que os pesquisadores fizeram foi explorar combinações pouco usuais desses comportamentos para construir as suas nanoestruturas.

"Esses dispositivos exploram combinações únicas de materiais, processos e estruturas para otimizar combinações de potência e densidade de energia que, tomadas em conjunto, representam uma promessa real para a construção da próxima de geração da tecnologia de armazenamento de eletricidade e de todo um novo setor da indústria de tecnologia," diz o professor Gary Rubloff, outro participante da pesquisa.

Tecnologias de armazenamento de energia

Os dispositivos de armazenamento de eletricidade atualmente disponíveis podem ser ordenados em três categorias. O primeiro grupo é o das baterias, onde se destacam as baterias de íons de lítio, com grande capacidade de armazenamento, mas com pequena capacidade para receber energia (recarregar) e liberar energia (liberar correntes elevadas).

A segunda categoria é a dos capacitores eletroquímicos (EECs), mais conhecidos como supercapacitores, que também funcionam com base nos princípios eletroquímicos, com altas capacidades de potência, recarregando rapidamente e liberando muita energia, ao custo de uma capacidade reduzida de armazenamento.

Na última categoria estão os capacitores eletrostáticos (ESCs), que operam por meios unicamente físicos, armazenando cargas na superfície de dois condutores. Isto os torna capazes de liberar altas potência e recarregar rapidamente, mas ao custo de uma baixa densidade energética.

Nanocapacitores eletrostáticos

Os novos dispositivos agora desenvolvidos enquadram-se nesta última categoria. Como foram construídos com as mais modernas ferramentas da nanotecnologia, eles estão sendo chamados de nanocapacitores eletrostáticos.

O ganho foi justamente naquele que é o elo fraco desse tipo de dispositivo: a densidade energética. Os nanocapacitores eletrostáticos chegam a ser 10 vezes mais eficientes do que os dispositivos desse tipo disponíveis atualmente.

Esse aumento de eficiência os coloca em pé de igualdade com os capacitores eletroquímicos, inscrevendo um novo candidato na briga pela próxima geração de dispositivos de armazenamento de energia.

Veículos elétricos e painéis solares

Outra vantagem dos nanocapacitores é que eles podem ser produzidos na forma de finíssimos painéis, que podem ser empilhados para formar sistema de armazenamento de maior capacidade - para uso em veículos elétricos, por exemplo - ou serem integrados em painéis solares - compondo um sistema completo de captura e armazenamento de energia limpa que independe das condições meteorológicas.

Bibliografia:

Nanotubular metal-insulator-metal capacitor arrays for energy storage
Parag Banerjee, Israel Perez, Laurent Henn-Lecordier, Sang Bok Lee, Gary W. Rubloff
Nature Nanotechnology
15 March 2009
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2009.37
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