Não seria ótimo se as baterias, aqueles blocos volumosos e rígidos que preenchem a maioria dos nossos dispositivos, pudessem se adaptar a qualquer formato? Isto não é ficção científica, mas sim a realidade concreta apresentada pelos pesquisadores daUniversidade de Linköping. Sua bateria fluida, semelhante a pasta de dente e imprimível em 3D, anuncia uma nova era na eletrônica.
Estima-se que dentro de dez anos teremos mais de um trilhão de dispositivos conectados: desde smartphones clássicos e relógios inteligentes até dispositivos médicos vestíveis, como bombas de insulina, pacemaker e sensores de monitoramento de saúde. E isso sem contar o robótica suave, o e-têxtil e implantes neurais. Para todos esses dispositivos, uma bateria fluida que pode assumir qualquer formato não é apenas conveniente: é necessária. A rigidez energética, sabemos, sempre foi o limite invisível do design tecnológico.
Uma “massa” elétrica que faz a diferença
"A consistência é um pouco parecida com a de pasta de dente. O material pode, por exemplo, ser usado em uma impressora 3D para moldar a bateria conforme desejado. Isso abre um novo tipo de tecnologia", explica ele. Aiman Rahmanudin, professor assistente naUniversidade de Linköping. Há algo poético nessa descrição: energia que se torna fluida, que se adapta em vez de impor sua própria forma.
As baterias são atualmente o maior componente de todos os dispositivos eletrônicos. Hoje eles são sólidos e bastante volumosos. O problema sempre foi o mesmo: quanto maior a capacidade da bateria, mais grossos devem ser os eletrodos e, portanto, maior a rigidez. Um círculo vicioso que parecia impossível de quebrar, até agora.
Mas com uma bateria macia e ajustável, não há limitações de design. Ele pode ser integrado à eletrônica de uma forma completamente diferente e adaptado ao usuário. Não estou exagerando quando digo que isso poderia mudar radicalmente a maneira como interagimos com a tecnologia cotidiana.
Bateria Fluida: Sustentabilidade e Flexibilidade Juntas
Tentativas anteriores de fabricar baterias macias e elásticas dependiam de diferentes tipos de recursos mecânicos, como compostos de borracha que podem ser esticados ou conexões que deslizam umas sobre as outras. Mas essas soluções não abordavam o cerne do problema: mais material ativo significa eletrodos mais grossos e, portanto, maior rigidez.
“Aqui resolvemos esse problema e somos os primeiros a mostrar que a capacitância é independente da rigidez”, diz Rahmanudin.
Eletrodos fluidos foram testados no passado, mas sem muito sucesso. Naquela época, eram utilizados metais líquidos, como o gálio, que, no entanto, só funciona como ânodo e corre o risco de solidificar durante a carga e descarga, perdendo sua natureza fluida. Além disso, muitas das baterias extensíveis produzidas anteriormente usavam materiais de terras raras, com grande impacto ambiental durante a extração e o processamento.
O futuro das baterias flexíveis
Em vez disso, os pesquisadores basearam sua bateria macia em plásticos condutores (polímeros conjugados) e lignina, um subproduto da produção de papel. A bateria pode ser recarregada e descarregada mais de 500 vezes, mantendo seu desempenho. Ele também pode ser estendido até o dobro do comprimento e funcionar tão bem.
“Como os materiais da bateria são polímeros conjugados e lignina, as matérias-primas são abundantes. Ao reutilizar um subproduto como a lignina em uma commodity de alto valor como o material da bateria, contribuímos para um modelo mais circular. Portanto, é uma alternativa sustentável”, explica ele. Mohsen Mohammadi, pesquisador de pós-doutorado no LOE e um dos principais autores do artigo publicado Os avanços da ciência.
A bateria fluida ainda está em fase experimental; Atualmente, ele fornece 0,9 volts, mas os pesquisadores já estão trabalhando para aumentar essa voltagem usando diferentes compostos químicos, como zinco ou manganês, dois metais comuns na crosta terrestre.
Mal posso esperar para passar um pouco disso em mim em algum lugar.
