Bateria estrutural é feita com fibra de carbono que armazena eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/03/2022

Processo de transformação da fibra de carbono em um material estrutural que armazena eletricidade.
[Imagem: Korea Institute of Materials Science (KIMS)]

Fibra que armazena eletricidade

Pesquisadores coreanos conseguiram sintetizar pela primeira vez uma primeira fibra de nanotubos de carbono multifuncional: Ela pode tanto servir como material estrutural, como para armazenar energia.

Isso torna o material ideal para transformar as latarias de carros e fuselagens de aviões em baterias, economizando energia e aumentando a autonomia desses veículos.

A maioria dos materiais estruturais e de armazenamento de energia existentes tem apenas uma propriedade: Ou alta resistência mecânica ou alta capacidade de armazenamento de energia. As baterias recarregáveis de lítio atuais não suportam cargas mecânicas por si mesmas. Por outro lado, os materiais estruturais, incluindo aço e alumínio, são fortes, mas, é claro, não podem armazenar energia.

Ao utilizar fibras de nanotubos de carbono, que são leves, resistentes e apresentam excelente condutividade elétrica, a equipe conseguiu sintetizar um material que tem as duas propriedades simultaneamente.

• Fibras de carbono 2.0 também armazenam energia

Teste de armazenamento de eletricidade da fibra sob carga.
[Imagem: Korea Institute of Materials Science (KIMS)]

Bateria estrutural

You Wan Na e colegas do Instituto Coreano de Ciência dos Materiais aplicaram um tratamento de superfície em fibras de nanotubos de carbono e então criaram um supercapacitor de alta resistência induzindo o crescimento de carbono poroso.

Um supercapacitor é um dispositivo de armazenamento de energia que tem uma capacidade de armazenamento menor do que uma bateria recarregável de lítio, mas pode receber e fornecer carga muito mais rápido do que as baterias.

O resultado é um novo material - fibroso e poroso - com capacidade de armazenamento de energia, mas que não perde a resistência das fibras de nanotubos de carbono. Os pesquisadores confirmaram que sua bateria estrutural opera de modo estável enquanto suporta uma carga elevada.

As tecnologias testadas até agora para o armazenamento de energia nas partes estruturais de carros, aviões, robôs e drones exigem materiais separados para armazenar a eletricidade e suportar a carga. A integração das duas funções no novo material promete uma melhor relação peso/potência e mais flexibilidade no projeto dos veículos.

"O uso de fibras multifuncionais de nanotubos de carbono pode ajudar a melhorar a autonomia de futuros veículos, como drones. Esperamos que elas sejam aplicadas à indústria aeroespacial, aviação e defesa, que exigem peso leve, alta resistência e alta condutividade," disse o professor Kim Tae-hoon.

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