A bateria biodegradável consiste em quatro camadas, todas saindo de uma impressora 3D, uma após a outra. A coisa toda é então dobrada como um sanduíche, com o eletrólito no centro.
[Imagem:Gian Vaitl/Empa]
Bateria biodegradável
Pesquisadores suíços apresentaram aquela que parece ser a receita ideal para uma bateria de sucesso: Barata, fabricada com recursos renováveis e totalmente biodegradável, ou seja, sem impacto ambiental ao final da sua vida útil.
Este pode ser o caminho para alimentar de forma sustentável a enormidade de microdispositivos que dependem de pequenas baterias, incluindo todos os aparatos da internet das coisas.
Até mesmo o aparato necessário para fabricação dessa bateria parece bastante discreto: uma impressora 3D comum, disponível comercialmente.
Mas a verdadeira inovação está na receita das tintas gelatinosas que essa impressora pode aplicar. A mistura é composta por nanofibras e nanocristais de celulose, além de carbono, na forma de negro de fumo, grafite e carvão ativado. Para liquefazer tudo isso, os pesquisadores usaram glicerina, água e dois tipos diferentes de álcool.
E, para que tudo ganhasse vida, Xavier Aeby e colegas do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais adicionaram apenas uma pitada de sal, para que o material ganhasse a condutividade iônica necessária para que ele funcione como um supercapacitor, um dispositivo de armazenamento de energia que tem-se mostrado superior às baterias para várias aplicações, incluindo os pequenos aparelhos da internet das coisas.
Depois de dois meses enterrado no solo, o supercapacitor se desintegrou, deixando apenas algumas partículas de carbono visíveis.
[Imagem:Gian Vaitl/Empa]
Milagre ecológico
Os protótipos da bateria biodegradável construídos pela equipe geram uma corrente suficiente para alimentar um relógio digital e conseguem armazenar energia por várias horas depois de carregados, o que permite contar com fontes intermitentes para recarregamento, como células solares, nanogeradores ou colheita de energia via campos eletromagnéticos.
Eles também suportaram milhares de ciclos de carga e descarga, sobreviveram a um armazenamento simulado equivalente a vários anos, funcionaram em temperaturas de congelamento, mostraram-se resistentes a pressão e choque e se biodegradaram totalmente em dois meses depois de colocados no solo - um "milagre ecológico", como diz a equipe.
"[Nossa bateria] parece bastante simples, mas não foi nada simples," disse Aeby. "Foi necessária uma longa série de testes até que todos os parâmetros estivessem corretos, até que todos os componentes fluíssem de forma confiável da impressora e o supercapacitor funcionasse. Como pesquisadores, não queremos apenas fazer funcionar, também queremos entender o que está acontecendo dentro dos nossos materiais. "
Em termos de aplicações, a equipe vislumbra o uso mais imediato do supercapacitor para verificar o conteúdo de pacotes durante o transporte, alimentar sensores para monitoramento ambiental ou na agricultura, todas áreas que podem se beneficiar do fato de que não há necessidade de coletar essas baterias após o uso, uma vez que elas podem ser deixadas na natureza para se degradar.
