Bateria em spray pode ser pintada em qualquer superfície

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/06/2012

A ideia é pintar as baterias onde elas são necessárias, e recarregá-las com energia solar.
[Imagem: Jeff Fitlow/Rice University]

Bateria de pintar

Pesquisadores da Universidade Rice, nos Estados Unidos, criaram uma bateria de íons de lítio que pode ser pintada em virtualmente qualquer tipo de superfície.

Já existem vários protótipos de baterias de imprimir, algumas à base de líquidos iônicos e celulose, outras usam reações de oxidação-redução, enquanto as mais recentes usam nanotubos de carbono e papel.

A própria equipe do professor Pulickel Ajayan, que coordenou este novo avanço, já havia inovado criando nanobaterias 3D e utilizando nanofios para construir aquela que se tornou a menor bateria de lítio do mundo.

Agora eles desenvolveram soluções com os diversos componentes de uma bateria de íons de lítio, permitindo sua aplicação por aspersão, literalmente pintando a bateria, camada por camada.

A grande vantagem é que a bateria pode ser aplicada sobre qualquer superfície, no interior de qualquer invólucro que ela deve alimentar, não dependendo de um formato específico.

Chopp energizado

Coube a Neelam Singh passar horas formulando, misturando e testando tintas para cada uma das cinco camadas que compõem a bateria: dois coletores de corrente, um catodo, um anodo e um separador polimérico.

Depois de encontrar as melhores composições, ela pintou baterias sobre azulejos de banheiro, plásticos flexíveis, vidro, aço inoxidável e até em um caneco de chopp.

Produzindo uma saída de 2,4 volts, as diversas baterias apresentaram um rendimento muito parecido, variando no máximo 10% entre os diversos substratos sobre os quais foram aplicadas.

Receita de bateria

A composição das tintas para cada camada lembra um livro de receitas culinárias.

A primeira, o coletor de corrente positiva, é uma mistura de nanotubos de carbono de parede simples com partículas de negro de fumo, tudo disperso em N-metilpirrolidona.

A segunda, o catodo, contém óxido de lítio-cobalto, nanotubos de carbono e pó de grafite ultrafino (UFG) em uma solução ligante.

A terceira camada, a tinta separadora, foi feita com polímero de resina Kynar Flex, PMMA e dióxido de silício disperso em um solvente.

A quarta, o anodo, é uma mistura de óxido de titânio e lítio e pó de grafite ultrafino em um ligante.

A camada final, o coletor de corrente negativa, é uma tinta condutora de cobre, disponível comercialmente, diluída com etanol.

Cada uma das camadas é aplicada por spray, permitindo ainda a impressão de várias pilhas, umas sobre as outras.
[Imagem: Singh et al./Nature]

Bateria e energia solar

"O mais difícil foi obter uma estabilidade mecânica, e a camada separadora desempenhou um papel crucial," conta Singh, que aproveitou sua experiência com a pintura de supercapacitores.

Ela fez os testes usando células solares para carregar e recarregar as baterias.

Uma bateria completa, composta por 9 células paralelas, depois de totalmente carregada, alimentou 40 LEDs por mais de 6 horas, com uma corrente de cerca de 40 mA.

Como as baterias impressas são pequenas e de baixa potência, a pesquisadora antevê a combinação célula solar/bateria de pintar como promissora para a colheita de energia, em dispositivos que devem funcionar autonomamente por longos períodos.

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