Supercapacitores começam a desafiar as baterias
O material híbrido de cerâmica metálica e grafeno superou todos os supercapacitores anteriores por uma larga margem.
Baterias versus supercapacitores
O armazenamento de energia normalmente é associado a baterias e acumuladores, que fornecem energia para aparelhos eletrônicos e veículos.
Porém, em laptops, câmeras,
celulares ou veículos, os supercapacitores estão
aparecendo cada vez mais como opções - e essas opções logo poderão superar as
vantagens das baterias.
Engenheiros alemães acabam de
desenvolver um novo material híbrido à base de grafeno para
supercapacitores. Sustentável e de alta capacidade, o material serve como
eletrodo positivo no dispositivo de armazenamento de energia, combinado com um
eletrodo negativo já conhecido e de funcionamento comprovado, à base de titânio
e carbono.
O novo dispositivo de
armazenamento de energia não só atinge uma densidade de energia de até 73
Wh/kg, que é aproximadamente equivalente à densidade de energia de uma bateria
de hidreto metálico de níquel, como também tem um desempenho muito melhor do
que a maioria dos outros supercapacitores, alcançando uma densidade de potência
de 16 kW/kg.
O segredo do novo supercapacitor
está na combinação de diferentes materiais, o que leva os químicos a chamarem
essa nova classe de "supercapacitor assimétrico".
Supercapacitor de alta eficiência
 |
| O material é renovável e sustentável, garantem os pesquisadores. |
Ao contrário das baterias, os supercapacitores podem armazenar rapidamente grandes quantidades de energia e descarregá-la com a mesma rapidez.
No entanto, eles sofrem com uma
histórica baixa densidade de energia. Enquanto as baterias de lítio atingem uma
densidade de energia de até 265 KW/h, os supercapacitores até agora têm
fornecido apenas um décimo disso.
É aí que entra a nova estratégia
baseada na utilização de materiais híbridos. O novo eletrodo positivo de
grafeno quimicamente modificado é combinado com uma estrutura metal-orgânica
nanoestruturada, conhecida como MOF.
"O alto desempenho do
material é baseado na combinação de MOFs microporosos com o ácido condutor de
grafeno," explica Jayaramulu Kolleboyina, da Universidade Técnica de
Munique, na Alemanha.
O material híbrido resultante
dessa combinação tem uma superfície interna de até 900 metros quadrados por
grama. Uma grande área superficial é importante porque permite a coleta de um
número maior de portadores de carga, os elétrons - este é o princípio básico
para o armazenamento de energia elétrica.
E a conexão estável entre os
componentes nanoestruturados tem grandes vantagens em termos de estabilidade de
longo prazo: Enquanto um acumulador de lítio clássico tem uma vida útil de
cerca de 5.000 ciclos de carga e descarga, a nova célula retém cerca de 90% da
capacidade mesmo após 10.000 ciclos.
Noticia: Inovação Tecnologica
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