Pilhas e baterias podem ter primeiro avanço significativo em 200 anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/02/2006

Bateria inteligente

Dois grupos de pesquisadores, trabalhando independentemente, anunciaram quase ao mesmo tempo a descoberta do que poderá se tornar o mais importante avanço nas baterias desde a sua invenção, há mais de 200 anos.

Além dos aparelhos portáteis, uma infinidade de aplicações utiliza as baterias como fonte de energia, de sistemas de no-breaks até veículos híbridos. Mas sua tecnologia não sofreu nenhum avanço radical nos últimos anos.

Cientistas dos Laboratórios Bell e da empresa mPhase relataram a construção de um protótipo de bateria "inteligente", a partir de materiais nanoscópicos, capaz de fornecer energia, não de forma contínua, como as pilhas e baterias tradicionais, mas apenas quando essa energia for necessária.

O protótipo ainda é pequeno, produzindo energia suficiente para alimentar um LED. Mas os cientistas estão entusiasmados com seu potencial.

A nova bateria é a demonstração prática de uma descoberta feita pelos mesmos pesquisadores, de que um eletrólito permanece sobre superfícies nanoestruturadas até ser estimulado a fluir. Esse "estímulo" é o gatilho para que a nova bateria comece a produzir eletricidade.

Esse comportamento "inteligente" poderá permitir a ativação das baterias quando necessário, aumentando enormemente sua vida útil.

Ultracapacitores

Já os pesquisadores Joel E. Schindall, John G. Kassakian e Riccardo Signorelli, do MIT, Estados Unidos, utilizaram membranas criadas com nanotubos de carbono para aprimorar um outro tipo de dispositivo de armazenagem de energia, chamado ultracapacitor.

Com a melhoria, o novo componente poderá vir a substituir as atuais pilhas e baterias.

Os capacitores armazenam energia como um campo elétrico, o que os torna mais eficientes do que as baterias tradicionais, que retiram sua energia de reações químicas.

Já os ultracapacitores são células de armazenamento, funcionando no mesmo princípio dos capacitores, mas capazes de fornecer quantidades enormes de energia instantaneamente. Eles já são utilizados em veículos experimentais, principalmente aqueles movidos por células a combustível.

Até agora, porém, os ultracapacitores necessitavam ser muito maiores do que as baterias para fornecer a mesma quantidade de energia. Os cientistas resolveram o problema lidando com os campos elétricos em nível atômico. Eles utilizaram uma membrana, construída com nanotubos de carbono alinhados verticalmente.

Eletrodos

A capacidade de armazenamento de um ultracapacitor depende da área superficial de seus eletrodos.

Atualmente esses eletrodos são feitos de carbono ativado, um material extremamente poroso, o que se traduz em uma enorme área superficial. Mas seus poros são irregulares, o que significa que essa área não é tão grande quanto poderia ser, reduzindo a eficiência do ultracapacitor.

Já os nanotubos de carbono têm um desenho perfeitamente regular, além de possuir diâmetros de apenas alguns poucos átomos.

A membrana construída com eles apresenta uma área superficial muito maior, o que se traduz em uma eficiência incomparável no armazenamento de energia.

Os cientistas afirmam já deter a tecnologia para a fabricação das membranas de nanotubos de carbono em qualquer formato, o que poderá facilitar a fabricação de ultracapacitores nos formatos das pilhas e baterias tradicionalmente utilizados em aparelhos eletrônicos.