Pesquisadores dos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa) apresentaram uma bateria totalmente biodegradável. A bateria é baseada em celulose, gelatina, carbono na forma de fuligem e uma série de outras substâncias ecológicas. Essas baterias são úteis para eletrônicos médicos descartáveis e sensores de monitoramento, que após o descarte não prejudicarão a natureza e a saúde humana.
Fonte da imagem: Empa
A tecnologia desenvolvida pelos cientistas envolve a impressão camada por camada de uma bateria (ou supercapacitor, como os desenvolvedores preferem chamá-la) em uma impressora 3D convencional. A tinta e sua composição são selecionadas para garantir aplicação uniforme e solidificação do material com as propriedades adequadas: condutividade elétrica para os eletrodos, condutividade iônica para o eletrólito e resistência para o corpo.
A base da tinta ou do material de trabalho para uma impressora 3D é a gelatina. A mistura para impressão dos componentes da bateria inclui nanofibras de celulose e nanocristais de celulose, carvão na forma de fuligem, grafite e carvão ativado, além de uma pitada de cloreto de sódio para condutividade iônica. Os pesquisadores usam glicerina, água e dois tipos diferentes de álcool para liquefazer a composição.
Durante o processo de impressão, quatro camadas de uma bateria são criadas sequencialmente: um substrato flexível, uma camada condutora, um eletrodo e, finalmente, um eletrólito. Em seguida, tudo é colocado em uma espécie de sanduíche com eletrólito no centro. A bateria demonstrou capacidade de armazenar eletricidade por horas e pode alimentar um pequeno relógio digital. Ele pode suportar milhares de ciclos de carga e descarga e promete anos de armazenamento mesmo em temperaturas de congelamento, além de ser resistente a pressão e choque.
«Parece muito simples, mas não era de todo ”, disse o co-autor Xavier Aeby, do Laboratório de Produtos de Celulose e Madeira da Empa. “Foi necessária uma longa série de testes até que todos os parâmetros estivessem corretos, até que todos os componentes passassem com segurança pela impressora e o capacitor começasse a funcionar.”