O "depósito de energia", o supercapacitor, pode adicionalmente receber um eletrólito externo, o que eleva sua capacidade. [Imagem: Gao et al./Nature]
Pesquisadores da Universidade Rice, nos Estados Unidos, desenvolveram uma técnica para criar supercapacitores escrevendo com um laser em uma folha flexível de grafite.
Imprimindo capacitores
Supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia elétrica capazes de liberar uma grande quantidade de energia em um curto período de tempo, ao contrário das baterias, que liberam sua energia lentamente.
Hoje, sua construção exige que dois eletrodos condutores sejam separados por um material isolante, que contém o eletrólito.
Mas a equipe do Dr. Pulickel Ajayan descobriu como fazer isso usando apenas uma folha de óxido de grafite e um raio laser, dispensando qualquer processo de montagem.
Os cientistas já sabiam que o calor de um laser pode converter o óxido de grafite, que é isolante, em óxido de grafite reduzido, que é um condutor.
O que ninguém havia pensado até agora era em usar o laser para "desenhar" o supercapacitor diretamente em uma folha de óxido de grafite, criando os componentes de óxido de grafite reduzido em um único passo.
Condutor iônico
Eventualmente alguém tenha pensado nisso, mas não tenha descoberto que o óxido de grafite, quando hidratado, pode aprisionar íons e funcionar tanto como um eletrólito sólido quanto como uma camada separadora isolante.
"Isto é muito fácil de fazer, já que o óxido de grafite absorve a água como uma esponja, e consegue assimilar até 16% do seu peso," explica Wei Gao, principal autor da pesquisa.
"A descoberta fundamental aqui é que o óxido de grafite, quando contém água, funciona como um condutor iônico," complementa o Dr. Ajayan.
Isto permite que o supercapacitor seja inteiramente construído em um único passo, usando o laser para escrever o componente sobre uma folha de óxido de grafite hidratado.
O "depósito de energia" pode adicionalmente receber um eletrólito externo, o que eleva sua capacidade.
Vantagens e desvantagens
Um supercapacitor tem várias vantagens em relação a uma bateria, incluindo ciclos de carga/descarga virtualmente infinitos, baixa perda elétrica e grande capacidade de armazenamento.
Mas tem também uma grande deficiência: sua energia é liberada praticamente de uma só vez, o que o torna inadequado para alimentar equipamentos que devem funcionar por longos períodos.
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