Imagine viajar em um navio que tem o casco que serve de bateria para armazenar energia que alimenta a própria embarcação. Com um protótipo de um barquinho assim, um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego demonstrou que é possível construir supercapacitores com resistência mecânica suficiente para serem utilizados na estrutura dos objetos e veículos, como smartphones, carros, aviões e, claro, navios. O artigo do estudo foi publicado em junho deste ano na Revista Avanços da Ciência, editada pela Associação Americana para o Avanço da Ciência.
Os pesquisadores construíram supercapacitores substituindo os eletrodos, que geralmente são apenas frágeis superfícies de um material condutor, por uma fibra de carbono tramada, constituindo um material semelhante a um tecido de algodão, porém com fibras de carbono. Além disso, esse tecido de fibra de carbono recebeu ainda uma cobertura de material condutor composto de polímero e óxido de grafeno, o que promoveu um aumento da capacidade de condução e carga elétrica e a capacidade de armazenamento de energia.
Além dos eletrodos, um supercapacitor também precisa de um material isolante entre os eletrodos, chamado de eletrólito, para formar esta célula capaz de armazenar energia. Nesse supercapacitor apresentado, o pesquisador Lulu Yao e seus colegas substituíram os polímeros mais simples, que geralmente são utilizados em capacitores como eletrólitos, por um eletrólito sólido formado a partir da mistura de óxido de polietileno que um polímero condutor e uma resina epóxi. O óxido de polietileno aumentou a capacidade de fluxo de íons pelo eletrólito, e a resina epóxi deu o reforço na resistência mecânica do material para que possa ser utilizado como suporte estrutural.
Embora ainda sejam estudos preliminares, os pesquisadores estão bastante otimistas, uma vez que os resultados apresentados já mostram uma boa capacidade de resistência estrutural do material e alta densidade de potência. No artigo, os pesquisadores mostram um pequeno barquinho protótipo em que todo o casco foi fabricado com o material desenvolvido, funcionando como um supercapacitor que armazena a energia gerada por uma pequena célula solar fotovoltaica embarcada no protótipo. Os pesquisadores agora focarão no aprimoramento do material de forma a aumentar a capacidade de armazenamento pela maximização da densidade de energia do supercapacitor. Ainda segundo os pesquisadores, “o objetivo final seria alcançar maior densidade de energia e densidade de potência”. É a revolução da energia sustentável a todo vapor.
A Série Energia tem apresentação do professor Fernando de Lima Caneppele (FZEA), que produziu este episódio com Danilo Pazian Paulo, professor do IFSP e doutorando. A coprodução é de Ferraz Junior e edição da Rádio USP Ribeirão. Você pode sintonizar a Rádio USP Ribeirão Preto em FM 107,9, pela internet em www.jornal.usp.br ou pelo aplicativo no celular para Android e iOS.
Atualizado por Ferraz Junior, às 10h20 de 05/12/2023
