Pesquisadores produzem supercapacitor a partir da membrana da casca de ovo

sexta-feira, 14 julho 2017

Equipe da Univasf desenvolveu um dispositivo biológico com excelente resistência mecânica e elétrica. O supercapacitor é o material flexível e preto no centro da foto

Pensando em inovação e sustentabilidade, pesquisadores do Laboratório de Espectroscopia de Impedância e Materiais Orgânicos da Universidade do Federal Vale do São Francisco (Leimo-Univasf) desenvolveram um supercapacitor utilizando a membrana da casca de ovo. O biomaterial apresentou excelente resistência mecânica e elétrica, além de ser flexível, menos tóxico e barato, podendo no futuro ser aplicado em dispositivos dobráveis, como celulares, ou fazer parte de tecidos de roupas que poderão armazenar e captar energia.

“Precisávamos de uma superfície porosa e que resistisse a altas temperaturas. Iniciamos os testes com fibras sintéticas e verificamos que o desempenho destas era abaixo das fibras presentes em membrana de ovos, que seriam bem menos tóxicas e baratas. A estrutura biológica, com milhares de anos de evolução, como esperado, demostrou eficiência muito superior”, conta o coordenador do Leimo, professor Helinando Pequeno de Oliveira do Instituto de Pesquisa em Ciência dos Materiais, da Univasf.

Para a realização da pesquisa, os pesquisadores consideraram que a produção e a gestão de energia é um dos maiores desafios para o futuro do planeta. E embora existam baterias eficientes para armazenar a energia gerada por fontes alternativas como as células solares, elas ainda apresentam desvantagens relacionadas com sua baixa durabilidade, segurança e a produção de resíduos tóxicos após a vida útil destas.

Os supercapacitores são uma alternativa ao uso de baterias, que oferecem vantagens como elevada capacidade de reuso e maior potência, associada à aplicação de materiais menos tóxicos para sua produção. “Essa problemática foi abordada na pesquisa onde desenvolvemos um supercapacitor flexível para eletrônicos vestíveis, utilizando materiais amigáveis com o ambiente e evitando o máximo possível o uso de aditivos sintéticos para a sua fabricação”, explica Oliveira.

Vantagens

A equipe do Leimo encontrou na membrana da casca de ovo, um biomaterial com potencial para a confecção de supercapacitores e dispositivos eletroquímicos devido a sua porosidade, resistência mecânica, composição química e abundância por ser um subproduto de diferentes indústrias. “Dessa forma conseguimos a integração de nanotubos de carbono e polímeros condutores através de um processo eletrostático e químico, conseguindo assim um dispositivo com uma capacitância 357 F/g e excelente resistência mecânica e elétrica frente a contínuas deformações”, detalha o professor.

Além de ser um material biodegradável, que não provocará desequilíbrios ambientais quando aplicados como descarte, o supercapacitor flexível tem a vantagem de poder ser aplicado em dispositivos dobráveis, viabilizando a produção de equipamentos miniaturizados e também flexíveis. “Em um futuro próximo, celulares com tela dobrável tal qual um folha de papel podem ser uma tendência. Estes dispositivos podem em breve substituir as baterias convencionais rígidas, sendo bem mais leves e apresentando uma eficiência muito maior”, ressalta Oliveira.

Outra aplicação desses dispositivos é a incorporação em tecidos como calças e camisas, permitindo que as vestimentas sejam armazenadoras e captadoras de energia. “A instalação de células solares flexíveis sobre os ombros de camisetas incorporadas a capacitadores vestíveis permitirá que o celular guardado no bolso seja também carregado pelo supercapacitor, que recebe energia da célula solar”, adianta o professor.

Próximo passo

Pelo menos por enquanto, o supercapacitor desenvolvido no sertão nordestino não encontrou parceria no setor industrial. Mas, os pesquisadores estão otimistas quanto a esse próximo passo. “Os resultados têm sido apresentados em congressos internacionais e até o momento aguardamos a possibilidade de colaboração com a indústria”, afirma Oliveira.

A pesquisa vem sendo desenvolvida com recursos para insumos e equipamentos adquiridos a partir de projetos aprovados junto ao CNPq, FINEP, FACEPE e Capes.

O desenvolvimento do dispositivo foi realizado no Leimo-Univasf entre setembro de 2016 e janeiro de 2017. Além do professor Helinando Oliveira, a equipe conta com o pós doutorando Jarib Alcaraz-Espinoza (CNPq-FACEPE) e o professor pesquisador Celso Pinto de Melo do departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Os resultados podem ser encontrados de forma gratuita no artigo publicado no jornal ACS OMEGA da American Chemical Society. “Em menos de 15 dias de publicado, o artigo já figura entre o top 25 dos mais lidos na revista”, comemora.

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