Energia

Microbaterias recarregam 1.000 vezes mais rápido
Os pesquisadores integraram o anodo com o catodo em microescala, com saliências de um entrando em poros equivalentes do outro. [Imagem: Beckman Institute/University of Illinois]

Miniaturização das baterias

Em tempos de miniaturização, fazer microbaterias parece ser um caminho natural - embora nada trivial.

Mas o desafio acaba de ser vencido por James Pikul e seus colegas da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.

Pikul construiu microbaterias que armazenam tanta energia que um conjunto delas, do tamanho da bateria de um telefone celular, seria capaz de dar partida em um carro.

E elas atendem ainda a outra "necessidade" típica dos usuários: acabar com a ansiedade pelas recargas - as microbaterias podem ser recarregadas em segundos.

As microbaterias alcançam tamanho desempenho graças à sua microestrutura tridimensional, que permite um rendimento otimizado quase em nível molecular.

As baterias têm dois componentes-chave: o anodo (pólo negativo) e o catodo (pólo positivo).

O que os pesquisadores fizeram agora foi desenvolver uma técnica para integrar o anodo com o catodo em microescala, com saliências de um entrando em poros equivalentes do outro, unindo anodo e catodo em toda a sua extensão.

Com os dois componentes tão intimamente conectados, o desempenho saltou em termos de potência e de densidade de carga - as microbaterias superam até mesmo os supercapacitores, que já chegaram à escala nano.

Microbaterias recarregam 1.000 vezes mais rápido
O grande desafio agora é transferir o delicado processo de fabricação em microescala para nível industrial. [Imagem: Pikul et al./NatureComm]

O que mais se aproxima dessa precisão é uma microbateria à base de vírus que está sendo desenvolvida no MIT.

"É um jeito totalmente novo de pensar sobre baterias", disse o professor William King. "A bateria pode fornecer muito mais potência do que qualquer um jamais imaginou. Nas últimas décadas, toda a eletrônica se miniaturizou, mas as baterias ficaram para trás. Esta é uma microtecnologia que poder mudar tudo. Agora, a fonte de energia tem desempenho tão alto quanto o resto. "

Da micro para a macroescala

Segundo os cálculos dos pesquisadores, a tecnologia poderá permitir que sinais de rádio - como os usados por celulares e conexões sem fio à internet - sejam enviados até 30 vezes mais longe. Ou, se se preferir, tornar os aparelhos 30 vezes menores.

A recarga das microbaterias é 1.000 vezes mais rápida do que as baterias de íons de lítio - um telefone celular poderia ser recarregado em pouco mais de um segundo.

Mas nem tudo está pronto.

Ao trabalhar em microescala, os pesquisadores usaram técnicas de laboratório, que precisarão ser escalonadas para uso industrial.

Eventualmente, poderão chegar a um meio-termo, em que seja possível fabricar microbaterias em escala industrial às custas de um rendimento não tão estupendo - o que já seria uma ótima novidade para o tecnologicamente quase paralisado campo das baterias.

Bibliografia:

High Power Lithium Ion Micro Batteries From Interdigitated Three-Dimensional Bicontinuous Nanoporous Electrodes
James H. Pikul, Hui Gang Zhang, Jiung Cho, Paul V. Braun, William P. King
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 1732
DOI: 10.1038/ncomms2747




Outras notícias sobre:

    Mais Temas