Bateria térmica e atóxica recarregada com combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/03/2016

A bateria gera eletricidade aquecendo cabos de nanotubos de carbono.
[Imagem: Strano Lab/MIT]

Termobateria

Em 2010, a equipe do professor Michael Strano, do MIT, anunciou a descoberta de uma nova forma de armazenar energia usando uma bateria feita com nanotubos de carbono.

Trata-se de uma termobateria, formada por fibras de nanotubos de carbono, que produzem uma corrente elétrica quando são progressivamente aquecidas de uma ponta a outra.

A grande vantagem desse novo conceito é que as bateria não utilizam nenhum composto tóxico, eliminando o problema do manuseio e reciclagem das baterias usadas.

Agora, a equipe conseguiu aumentar a eficiência da termobateria em 10.000 vezes em relação aos protótipos originais, que geravam uma corrente pequena demais para se vislumbrar usos práticos.

O ganho de eficiência, segundo Strano, "traz [a tecnologia] de uma curiosidade de laboratório para se colocar a pouca distância de outras tecnologias de energia portáteis," como as baterias de lítio ou as células de combustível.

Elétrons que surfam

O maior desafio da equipe foi entender o que acontece no interior da termobateria, uma vez que ela se baseia em um fenômeno até então desconhecido. Basicamente, o efeito surge conforme o pulso de calor empurra elétrons através do feixe de nanotubos de carbono como se eles fossem surfistas sobre uma onda.

Ocorre que o pulso de calor algumas vezes gera uma onda única de elétrons - uma única tensão - e, outras vezes, gera duas tensões, que podem se reforçar ou se anular.

Embora não tenham estabelecido uma teoria definitiva sobre como e por que isso ocorre, a equipe foi capaz de controlar os efeitos para produzir uma tensão controlada com uma potência maior.

O protótipo atual é 10.000 vezes mais eficiente do que a termobateria original.
[Imagem: Sayalee Mahajan et al. - 10.1039/C5EE03651H]

No novo protótipo, a termobateria é capaz de converter pouco mais de 1% da energia térmica em energia elétrica. "Levou 25 anos para a tecnologia de íons de lítio chegar onde nós estamos em termos de eficiência," disse Strano, destacando que eles descobriram o fenômeno há cerca de cinco anos.

Bateria quente

Para gerar o pulso de calor foi usada sucrose, um tipo de açúcar, mas a equipe acredita que outros materiais poderão gerar eficiências mais elevadas.

Esta é outra das vantagens da termobateria em relação às baterias tradicionais: seu recarregamento será uma questão de acrescentar mais combustível, como acontece com as células de combustível.

De qualquer forma, vários anos de pesquisas ainda deverão ser necessários para que a termobateria saia definitivamente do laboratório, uma vez que os protótipos ainda envolvem fios individuais de nanotubos, e não uma bateria propriamente dita, que ainda deverá lidar com o problema da combustão de forma segura e controlada.

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