Conheça A Menor Bateria Do Mundo

É interessante iniciar dizendo que o conceito de “poeira eletrônica” é quase tão antigo quanto a miniaturização da eletrônica. Recentemente, esses dispositivos eletrônicos minúsculos vão desde os aparelhos microeletromecânicos, chamados de MEMS, aos micro e nano robôs, até sensores biomédicos e biochips. Com isso, essa evolução não foi maior porque, até agora, não havia baterias compatíveis com suas dimensões, o que acaba tirando grande parte das vantagens da redução de tamanho.

Mas uma solução está perto de acontecer e pelas mãos do professor e pesquisador Yang Li, junto de colegas das Universidades de Chemnitz e Dresden, na Alemanha, que afirmam ter fabricado nada menos do que “a menor bateria do mundo“. O professor coordenador da equipe, Minshen Zhu, afirma:

Nossos resultados mostram um desempenho encorajador de armazenamento de energia na escala abaixo do milímetro quadrado. Ainda há um enorme potencial de otimização para esta tecnologia, e podemos esperar microbaterias muito mais fortes no futuro.

As baterias conhecidas como compactas, com alta densidade de energia, como aquelas de relógios, em formato de botão, são fabricadas usando uma química com materiais úmidos, pois os materiais de eletrodos e aditivos, materiais de carbono e seus ligantes são processados em uma pasta e revestidos em uma folha de metal. E, mesmo assim, essas baterias são grandes quando comparados com equipamentos na escala menor.

A equipe resolveu esse desafio fabricando a bateria em camadas, revestindo consecutivamente camadas finas de materiais poliméricos, metálicos e dielétricos em uma pastilha semicondutora, como as usadas para fabricar chips. Isto é uma vantagem porque permite integrar as baterias nos próprios aparelhos. A montagem de todo o sistema em camadas gera uma tensão mecânica, que é liberada descascando as finas camadas que, em seguida, voltam automaticamente a se enrolar, em uma arquitetura conhecida como “rolo suíço”.

Assim, nenhuma força externa é necessária para criar a microbateria cilíndrica, que se auto-enrola e o método é compatível com as tecnologias de fabricação de chips, além de ser capaz de produzir microbaterias de alto rendimento.

Por fim, usando tal método, a equipe fabricou microbaterias recarregáveis capazes de alimentar os menores chips de computador do mundo por cerca de 10 horas e sendo menores do que um milímetro quadrado. As microbaterias apresentaram uma densidade de energia mínima de 100 microwatts-hora por centímetro 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 nanoeletrônicos, em áreas como a internet das coisas, implantes médicos miniaturizados, sistemas microrrobóticos e eletrônica.

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Fonte: Inovação Tecnologica e Artigo On-Chip Batteries for Dust-Sized Computers.

Para visitar o artigo original, segue o DOI: 10.1002/aenm.202103641.

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