Nanobaterias ficam 3D para guardar mais energia e durar mais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/01/2011

Como são formadas por componentes nanoscópicos, essas baterias poderão ser fabricadas em diversos formatos e tamanhos.
[Imagem: Ajayan Group/Rice]

Pesquisadores da Universidade Rice, nos Estados Unidos, deram um passo rumo à criação de nanobaterias tridimensionais, utilizando uma tecnologia alternativa à usada nas baterias de lítio atuais.

Baterias de nanofios

As minúsculas baterias são feitas de aglomerados verticais de nanofios de estanho-níquel, perfeitamente encaixados em PMMA, um polímero amplamente utilizado na indústria, mais conhecido como Plexiglas®.

As baterias de nanofios apresentam um período de recarga ultra rápido, em um fenômeno que foi documentado recentemente utilizando a menor bateria recarregável do mundo.

Como são formadas por componentes nanoscópicos, essas baterias poderão ser fabricadas em diversos formatos e tamanhos, sendo promissoras para a alimentação de telas, sensores remotos, cartões inteligentes, dispositivos biomédicos e toda uma nova geração de equipamentos eletrônicos flexíveis.

Floresta de nanofios

A equipe do Dr. Pulickel Ajayan desenvolveu uma técnica para recobrir os nanofios de níquel-estanho com uma camada homogênea de um gel à base de PMMA, que isola cada nanofio individualmente.

"Em uma bateria, você tem dois eletrodos separados por uma barreira," explica Ajayan. "O desafio é colocar tudo o mais próximo possível de modo que a eletroquímica se torne muito mais eficiente."

Ajayan e sua equipe cultivaram uma verdadeira floresta de nanofios revestidos, milhões deles em uma pastilha de um centímetro quadrado.

Segundo os pesquisadores, o dispositivo tem uma área superficial muito superior à das baterias de filmes finos, e com a vantagem de poder ser ampliada segundo a necessidade.

"Você não pode simplesmente ampliar a espessura de uma bateria de película fina porque a cinética dos íons de lítio começa a ficar travada," disse Ajayan.

Densidade de energia

A densidade de energia deste novo conceito de bateria é superior à das concorrentes justamente por usar uma estrutura 3D - em tese, os nanofios podem ser tão altos quanto a técnica de fabricação consiga produzi-los.

Os cientistas também acreditam que a cobertura de polímero irá aumentar a vida útil das baterias ao estabilizar as condições entre os nanofios e o eletrólito líquido, que tendem a deteriorar ao longo de vários ciclos de carga e descarga, até inutilizar a bateria.

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