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Energia

Celulose: O surpreendente ingrediente que torna as baterias flexíveis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/12/2019

Madeira torna-se o surpreendente ingrediente de baterias flexíveis
Micrografia do compósito de madeira e MXeno, com 40% de nanofibrilas de celulose de madeira.
[Imagem: Weiqian Tian et al. - 10.1002/adma.201902977]

Baterias flexíveis

Misturando nanofibras de celulose de madeira com um dos materiais mais promissores criados pela nanotecnologia - os Mxenos - pesquisadores criaram um novo material compósito flexível que funciona como eletrodo para baterias.

"Nossos resultados ajudarão a desenvolver dispositivos flexíveis de armazenamento de energia multifuncionais, ou seja, supercapacitores e baterias, a um custo menor e com maior desempenho," garante o professor Max Hamedi, do Instituto Real de Tecnologia, na Suécia.

Os eletrodos podem ser usados em qualquer dispositivo de armazenamento de energia, mas sua aplicação mais valiosa seria em baterias e supercapacitores flexíveis para dispositivos portáteis e sensores incorporados nas roupas.

"O eletrodo fornecerá ao mesmo tempo as propriedades de resistência e armazenamento de carga capacitiva, o que lhes permitirá durar muito mais tempo em dispositivos eletroquímicos," disse Hamedi. "Esperamos que essas propriedades ajudem a fabricar baterias e supercapacitores multifuncionais sustentáveis".

Fases MAX com celulose

Os MXenos são compostos em escala atômica, muitos semelhantes ao grafeno, mas pertencentes a uma classe de materiais conhecida como fase MAX, materiais que reúnem as melhores propriedades das cerâmicas e dos metais. Já as nanofibrilas de celulose são materiais naturais que estão se transformando de uma das estrelas da nanotecnologia graças à sua resistência e versatilidade.

A resistência do material compósito resulta da exploração da geometria e da química. As nanofibrilas de celulose se ligam aos flocos de MXeno, mas também se entrelaçam nos MXenos em suas próprias redes aleatórias.

"Se, por exemplo, tivéssemos uma correspondência geométrica incorreta entre o tamanho dos flocos e o comprimento das hastes de nanofibrilas de celulose, os flocos não ficariam travados na rede aleatória e teríamos um composto muito mais fraco," explicou Hamedi.

Bibliografia:

Artigo: Multifunctional Nanocomposites with High Strength and Capacitance Using 2D MXene and 1D Nanocellulose
Autores: Weiqian Tian, Armin Vahid Mohammadi, Michael S. Reid, Zhen Wang, Liangqi Ouyang, Johan Erlandsson, Torbjörn Pettersson, Lars Wagberg, Majid Beidaghi, Mahiar M. Hamedi
Revista: Advanced Materials
Vol.: 31, Issue 41
DOI: 10.1002/adma.201902977





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