Energia

Microbateria é integrada dentro de chip

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/05/2015

Microbateria é integrada dentro de chip
Protótipo da microbateria integrada em silício.[Imagem: University of Illinois]

Bateria integrada

A menor bateria do mundo é formada por um único nanofio, mas as aplicações práticas ainda estão vários passos atrás, caminhando rumo à escala das microbaterias.

Outro desafio particularmente complicado é fabricar baterias dentro dos chips, de forma a alimentar pequenos sensores, transmissores para a internet das coisas, etiquetas RFID, dispositivos médicos implantáveis e outros aparelhos que podem aproveitar a colheita de energia, mas que precisam funcionar continuamente.

Esse desafio foi vencido pela equipe do professor Paul Braun, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, que já vinha trabalhando em baterias com recarregamento ultrarrápido.

Combinando duas técnicas usadas pela indústria eletrônica - a litografia holográfica 3D e a fotolitografia 2D - a equipe conseguiu fabricar uma bateria 3D de excelente desempenho no interior de um chip.

"Esta microbateria 3D tem uma escalabilidade e um desempenho excepcionais, e acreditamos que ela será importante para muitas aplicações. Dispositivos em microescala tipicamente utilizam energia fornecida de fora do chip por causa das dificuldades na miniaturização das tecnologias de armazenamento de energia," explicou o professor Braun.

Microbateria é integrada dentro de chip
A microbateria produz 0,5 mA, suficiente para alimentar um LED. [Imagem: University of Illinois]

Litografias

"Nós utilizamos a litografia holográfica 3D para definir a estrutura interior dos eletrodos e a fotolitografia 2D para criar a forma do eletrodo," contou Hailong Ning, principal responsável pela fabricação da microbateria integrada.

"Este trabalho junta conceitos importantes em fabricação, caracterização e modelagem, mostrando que a energia e a potência da microbateria estão fortemente relacionadas com os parâmetros estruturais dos eletrodos, tais como o tamanho, a forma, a área superficial, a porosidade e a tortuosidade," concluiu Ning.

Como usaram apenas técnicas da indústria eletrônica, a equipe espera que a integração das microbaterias em chips possa se tornar realidade em pouco tempo.

Bibliografia:

Holographic Patterning of High Performance on-chip 3D Lithium-ion Microbatteries
Hailong Ning, James H. Pikul, Runyu Zhang, Xuejiao Li, Sheng Xu, Junjie Wang, John A. Rogers, William P. King, Paul V. Braun
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.1423889112




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