Novas microbaterias podem dar partida no seu carro

A bateria mais poderosa do planeta tem apenas alguns milímetros de tamanho, mas é tão eficaz que um motorista poderia usar um celular alimentado por ela para dar início a uma bateria de carro morta, e depois recarregar o mesmo telefone em um piscar de um olho.

Desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (EUA), a nova microbateria supera até mesmo os melhores supercapacitores em potência e pode impulsionar novas aplicações em comunicações de rádio e eletrônicos compactos.

“Nas últimas décadas, a eletrônica tem ficado pequena. As peças de computadores ficaram pequenas. E a bateria ficou para trás. Esta é uma microtecnologia que poderia mudar tudo isso. Agora, a fonte de energia é de alto desempenho como o resto”, disse o pesquisador William P. King, professor de engenharia mecânica na universidade.

Poder + energia

Com as fontes de energia disponíveis atualmente, os usuários têm que escolher entre poder e energia. Para aplicações que necessitam de uma grande quantidade de potência, como transmitir um sinal de rádio a longa distância, os capacitores podem liberar energia muito rapidamente, mas só podem armazenar uma quantidade pequena dela.

Para aplicações que necessitam de uma grande quantidade de energia, como a reprodução de um rádio por um longo tempo, células de combustível e baterias podem conter uma grande quantidade de energia, mas a liberam ou recarregam lentamente.

“Se você quer alta energia não tem alta potência, e vice-versa. Mas, para aplicações muito interessantes, especialmente as modernas, você realmente precisa de ambas. Isso é o que nossas baterias estão começando a fazer”, conta James Pikul, estudante de pós-graduação e principal autor do artigo.

As novas microbaterias oferecem tanto poder quanto energia. Os pesquisadores podem ajustá-la em uma ampla faixa de escala de poder versus energia.

A tecnologia

As baterias devem a sua alta performance a sua microestrutura tridimensional interna. Elas têm dois componentes principais: o anodo (lado negativo) e catodo (lado positivo). Partindo de um projeto de catodo de carregamento rápido, os pesquisadores desenvolveram um anodo correspondente e, em seguida, uma forma de integrar os dois componentes em microescala para fazer uma bateria completa com desempenho superior.

As novas baterias poderiam permitir que sensores ou sinais de rádio transmitissem 30 vezes mais, ou que dispositivos 30 vezes menores fossem criados. Elas são recarregáveis e podem carregar 1.000 vezes mais rápido do que as tecnologias concorrentes atuais (imagine carregar seu celular em menos de um segundo).

Além de eletrônicos, dispositivos médicos, lasers, sensores e outras aplicações poderiam se beneficiar dessa tecnologia.

“Qualquer tipo de aparelho eletrônico era limitado pelo tamanho da bateria – até agora”, disse King. “Considere dispositivos e implantes médicos, nos quais a bateria é um tijolo enorme ligado a eletrônicos e fios minúsculos. Agora, a bateria também é pequena”.

O próximo passo da pesquisa é integrar as baterias a outros componentes eletrônicos, bem como analisar uma fabricação a baixo custo.