Menor bateria do mundo alimenta computador do tamanho de um gro de poeira

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/02/2022

Miniaturizao das baterias

O conceito de “poeira eletrnica” quase to antigo quanto a miniaturizao da eletrnica.

Hoje, esses dispositivos eletrnicos minsculos vo desde os aparelhos microeletromecnicos (MEMS) e micro e nano robs, at sensores biomdicos e biochips.

Seu alcance s no maior porque, at agora, no havia baterias compatveis com suas dimenses, o que acaba tirando grande parte das vantagens da reduo de tamanho.

A soluo est vindo pelas mos de Yang Li e colegas das universidades de Chemnitz e Dresden, na Alemanha, que afirmam ter fabricado nada menos do que “a menor bateria do mundo”.

“Nossos resultados mostram um desempenho encorajador de armazenamento de energia na escala abaixo do milmetro quadrado,” disse professor Minshen Zhu, coordenador da equipe. “Ainda h um enorme potencial de otimizao para esta tecnologia, e podemos esperar microbaterias muito mais fortes no futuro.”

Rolo suo

Miniaturizar baterias complicado porque seu processo fabricao acaba sendo muito diferente de suas equivalentes maiores.

Por exemplo, baterias compactas com alta densidade de energia, como aquelas de relgio, em formato de boto, so fabricadas usando qumica mida: Os materiais de eletrodos e aditivos (materiais de carbono e ligantes) so processados em uma pasta e revestidos em uma folha de metal. E, mesmo assim, elas ainda so muito grandes para equipamentos que se pretende comparar com gros de poeira.

A equipe resolveu isto fabricando a bateria em camadas, revestindo consecutivamente camadas finas de materiais polimricos, metlicos e dieltricos em uma pastilha semicondutora, como as usadas para fabricar chips. Isto uma vantagem porque permite integrar as baterias nos prprios aparelhos.

A montagem do sistema em camadas gera uma tenso mecnica, que liberada descascando as finas camadas que, em seguida, voltam automaticamente a se enrolar, em uma arquitetura conhecida como “rolo suo”. Assim, nenhuma fora externa necessria para criar a microbateria cilndrica, que se auto-enrola. O mtodo compatvel com as tecnologias de fabricao de chips e capaz de produzir microbaterias de alto rendimento diretamente na superfcie da pastilha.

Microbaterias

Usando esse mtodo, a equipe fabricou microbaterias recarregveis capazes de alimentar os menores chips de computador do mundo por cerca de 10 horas. Significativamente menores do que um milmetro quadrado, as microbaterias apresentaram uma densidade de energia mnima de 100 microwatts-hora por centmetro quadrado.

A equipe espera que a microbateria possa concorrer com os nanogeradores e outras tecnologias de colheita de energia para alimentar sensores e atuadores micro e nanoeletrnicos, em reas como a internet das coisas, implantes mdicos miniaturizados, sistemas microrrobticos e eletrnica ultraflexvel.

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