Papel de energia bate quatro recordes mundiais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/12/2015

A equipe acaba de receber um financiamento milionário da Fundação Sueca de Pesquisas Estratégicas para tentar transformar o protótipo em produto comercializável.
[Imagem: Thor Balkhed/LIU]

Energia no papel

Fabricar baterias de papel e de madeira é algo que os pesquisadores vêm tentando fazer há algum tempo devido ao baixo custo e à leveza dos materiais envolvidos.

Abdellah Malti e seus colegas da Universidade de Linkoping, na Suécia, escreveram um novo capítulo nessa história - e um capítulo que vale bem por um livro inteiro.

O protótipo da bateria de papel - ou "papel de energia", como a equipe o chama - medindo 15 centímetros de diâmetro e alguns décimos de milímetro de espessura, conseguiu armazenar até 1 Farad, a mesma capacidade dos supercapacitores atualmente no mercado, que são muito maiores e usam materiais bem mais caros.

De acordo com a equipe, o protótipo bateu nada menos do que quatro recordes mundiais simultaneamente, o que explica sua excepcional capacidade de armazenamento de eletricidade:

1. Carga e capacitância mais elevadas em eletrônicos orgânicos: 1 Coulomb e 2 Farads, respectivamente.
2. Corrente mais elevada em um condutor orgânico: 1 Ampere.
3. Mais elevada capacidade de condução simultânea de íons e elétrons.
4. Transcondutância mais elevada em um transístor: 1 Siemens (o siemens é o inverso do ohm).

Faltam ciclos

O recarregamento do papel de energia é no estilo dos capacitores - super-rápido, feito em apenas alguns segundos - e o protótipo apresentou uma durabilidade de algumas centenas de cargas e descargas - o padrão para um produto comercial fica ao redor dos mil ciclos.

"Filmes finos que funcionam como capacitores já existem há algum tempo. O que nós fizemos foi produzir o material em três dimensões. Nós podemos produzir folhas grossas," disse o professor Xavier Crispin, orientador do trabalho, ele próprio envolvido em um trabalho seminal que chamou a atenção há algumas semanas, com a criação de circuitos eletrônicos dentro de plantas vivas.

Embora não seja um concorrente direto com as baterias, o papel de energia tem múltiplas vantagens.
[Imagem: Laboratório de Eletrônica Orgânica/LiU]

Papel de energia

A base desse híbrido de bateria e capacitor é a nanocelulose, fibras de celulose reduzidas à nanoescala - 20 nanômetros, em média - por um processo de alta pressão, à qual é adicionado um polímero condutor chamado PEDOT:PSS - todo o processo é feito em água.

As fibras de nanocelulose recobertas pelo polímero formam um emaranhado, com os inúmeros espaços entre as fibras permitindo que o polímero funcione como eletrólito.

Ao contrário dos capacitores e baterias atualmente no mercado, o papel de energia é produzido a partir de materiais simples - celulose renovável e um polímero facilmente disponível -, é leve, não requer produtos químicos perigosos ou metais pesados e é à prova d'água.

Não por acaso, a equipe acaba de receber um financiamento milionário da Fundação Sueca de Pesquisas Estratégicas para tentar transformar o protótipo em produto comercializável.

Mais tópicos