Bateria multifuncional muda de cor conforme carrega ou descarrega

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/09/2023

Diagrama esquemático da estrutura do polímero eletrocrômico com espaçador, e a operação de uma bateria flexível inteligente usando este material.
[Imagem: Tae Gwang Yun et al. - 10.1002/adma.202301141]

Bateria que muda de cor quando carregada

Uma bateria que muda de cor conforme é recarregada ou vai ficando sem carga promete simplificar muito o monitoramento da energia disponível para suas ferramentas ou aparelhos eletrônicos.

Hoje, informar o nível de carga de uma bateria exige circuitos de medição e telas indicadoras ou barras de LED, que acrescentam custo, complexidade e significam que há mais coisas a serem descartadas no fim da vida útil do equipamento.

Tae Gwang Yun e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul eliminaram a necessidade desses circuitos adicionais construindo uma bateria que incorpora materiais eletrocrômicos, materiais que mudam de cor quando recebem eletricidade.

É uma bateria de íons de zinco que consegue representar visualmente seus processos de carga e descarga no próprio corpo da bateria, graças ao seu ânodo de polímero eletrocrômico - quilo por quilo, as baterias de íons de zinco podem armazenar cinco vezes mais energia do que as de íons de lítio, enquanto as baterias de zinco-níquel produzem tensões mais altas.

Sempre houve interesse em incorporar essa funcionalidade de indicador de nível de carga, mas os materiais eletrocrômicos costumam ter uma condutividade elétrica baixa demais para serem integrados em uma bateria. A equipe coreana resolveu isto incorporando um espaçador especial que aumenta a eficiência da mobilidade tanto dos elétrons quanto dos íons - esse espaçador é conhecido como "ponte-π", uma ponte entre os doadores e os receptores de carga.

Isso permite um carregamento rápido, com uma capacidade de descarga dos íons de zinco de 110 mAh/g, o que é 40% maior do que os melhores protótipos anteriores, e um aumento de 30% na função eletrocrômica, que muda de azul escuro para transparente quando a bateria é carregada ou descarregada.

Bateria eletrocrômica de íons de zinco, cujo ânodo é feito de um polímero que fica azul escuro quando carregado e transparente quando descarregado.
[Imagem: Tae Gwang Yun et al. - 10.1002/adma.202301141]

Mais do que uma simples bateria

Além de a bateria ficar transparente e flexível, a tecnologia também pode ser aplicada a janelas inteligentes, fazendo com que estas exibam cores mais escuras durante o dia - janelas eletrocrômicas deixam passar a luz e retém o calor, para dentro ou para fora.

Mas é ainda mais do que isso porque, ao mesmo tempo, o material pode absorver energia solar, funcionando como uma técnica de armazenamento de energia renovável conforme bloqueia a radiação UV e substitui as cortinas.

"Esta técnica vai além do conceito existente das baterias, que são usadas simplesmente como dispositivos de armazenamento de energia, e esperamos que esta tecnologia seja usada como um sistema futurista de armazenamento de energia que acelere a inovação em baterias inteligentes e tecnologias vestíveis," disse o professor Il-Doo Kim.

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