Cientistas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, desenvolveram um tipo de bateria que pode ser pintada na maioria das superfícies.
A bateria de íons de lítio é recarregável e é aplicada como se fosse tinta em spray, em camadas, com cada camada representando os componentes de uma bateria convencional. A novidade foi publicada em junho na Nature Scientific Reports.
“Com isso as embalagens tradicionais das pilhas e baterias dão lugar a uma abordagem muito mais flexível, que permite inúmeros tipos de novos designs e de possibilidades de integração com dispositivos elétricos e eletrônicos”, disse Pulickel Ajayan, professor de engenharia mecânica e química da Universidade Rice.
O grupo de Ajayan experimentou diversas alternativas para conseguir representar as cinco camadas de componentes em uma bateria: dois coletores de corrente, um cátodo, um ânodo e um separador polimérico.
Os materiais foram aplicados por ar comprimido em materiais como polímeros flexíveis, azulejos, vidro, aço inoxidável e até mesmo canecas de cerveja, para ver como se aderiam a cada substrato.
Em um dos experimentos, nove azulejos com baterias aplicadas foram conectados em paralelo. Em um deles os cientistas colocaram uma célula solar que convertia energia a partir das luzes do laboratório. Quando totalmente carregadas tanto pelo painel solar como por uma corrente eléctrica, as baterias foram capazes de alimentar uma série de LEDs que se acendiam formando a palavra “RICE” por seis horas, com uma voltagem regular de 2,4 volts.
A primeira camada, do coletor de corrente positivo, é uma mistura de nanotubos de carbono de parede única com partículas de carbono dispersas em N-metilpirrolidona, um composto químico. A segunda camada, o cátodo, contém óxido de lítio-cobalto, carbono e pó ultrafino de grafite.
A terceira camada é o separador polimérico, feito de uma resina (Kynar Flex), um termoplástico transparente (PMMA) e dióxido de silício. A quarta camada, o ânodo, é composta por óxido de titânio e lítio, e a quinta camada, uma tinta condutiva à base de cobre, diluída com etanol.
“O mais difícil foi atingir estabilidade mecânica. Nisso, o separador teve um papel fundamental. Verificamos que os nanotubos e as camadas do cátodo se aderiam muito bem, mas, se o separador não fosse estável, os nanotubos se desprenderiam da superfície. Adicionar o PMMM deu ao separador a adesão correta”, disse Neelam Singh, pesquisadora do grupo de Ajayan.
Os pesquisadores da Universidade Rice entraram com pedido de patente para a técnica, que eles pretendem continuar a estudar para que possa oferecer melhor rendimento e eventualmente ser lançada comercialmente.
A bateria de íons de lítio é recarregável e é aplicada como se fosse tinta em spray, em camadas, com cada camada representando os componentes de uma bateria convencional. A novidade foi publicada em junho na Nature Scientific Reports.
“Com isso as embalagens tradicionais das pilhas e baterias dão lugar a uma abordagem muito mais flexível, que permite inúmeros tipos de novos designs e de possibilidades de integração com dispositivos elétricos e eletrônicos”, disse Pulickel Ajayan, professor de engenharia mecânica e química da Universidade Rice.
O grupo de Ajayan experimentou diversas alternativas para conseguir representar as cinco camadas de componentes em uma bateria: dois coletores de corrente, um cátodo, um ânodo e um separador polimérico.
Os materiais foram aplicados por ar comprimido em materiais como polímeros flexíveis, azulejos, vidro, aço inoxidável e até mesmo canecas de cerveja, para ver como se aderiam a cada substrato.
Em um dos experimentos, nove azulejos com baterias aplicadas foram conectados em paralelo. Em um deles os cientistas colocaram uma célula solar que convertia energia a partir das luzes do laboratório. Quando totalmente carregadas tanto pelo painel solar como por uma corrente eléctrica, as baterias foram capazes de alimentar uma série de LEDs que se acendiam formando a palavra “RICE” por seis horas, com uma voltagem regular de 2,4 volts.
A primeira camada, do coletor de corrente positivo, é uma mistura de nanotubos de carbono de parede única com partículas de carbono dispersas em N-metilpirrolidona, um composto químico. A segunda camada, o cátodo, contém óxido de lítio-cobalto, carbono e pó ultrafino de grafite.
A terceira camada é o separador polimérico, feito de uma resina (Kynar Flex), um termoplástico transparente (PMMA) e dióxido de silício. A quarta camada, o ânodo, é composta por óxido de titânio e lítio, e a quinta camada, uma tinta condutiva à base de cobre, diluída com etanol.
“O mais difícil foi atingir estabilidade mecânica. Nisso, o separador teve um papel fundamental. Verificamos que os nanotubos e as camadas do cátodo se aderiam muito bem, mas, se o separador não fosse estável, os nanotubos se desprenderiam da superfície. Adicionar o PMMM deu ao separador a adesão correta”, disse Neelam Singh, pesquisadora do grupo de Ajayan.
Os pesquisadores da Universidade Rice entraram com pedido de patente para a técnica, que eles pretendem continuar a estudar para que possa oferecer melhor rendimento e eventualmente ser lançada comercialmente.
Scientists at Rice University in the United States, developed a type of battery that can be painted on most surfaces.
The lithium-ion battery is rechargeable and is applied like spray paint in layers with each layer representing the components of a conventional battery. The news was published in June in Nature Scientific Reports.
"This makes the traditional packaging of batteries give rise to a much more flexible approach that allows many kinds of new designs and possibilities of integration with electrical and electronic devices," said Pulickel Ajayan, professor of mechanical engineering and chemistry at the University Rice.
The group Ajayan experienced several alternatives to achieve represent the five layers of components in a battery, two current collectors, a cathode, an anode and a polymeric separator.
The materials were applied by compressed air in flexible materials such as polymers, ceramic tiles, glass, stainless steel and even beer mugs, to see how they adhered to each substrate.
In one experiment, nine tiles were applied with batteries connected in parallel. In one, scientists put a solar cell that converts light energy from the lab. When fully charged by the solar panel as well by an electric current, the batteries are capable of supplying a series of LEDs are lit forming the word "Rice" for six hours, with a regulating voltage of 2.4 volts.
The first layer, the positive current collector, is a mixture of carbon nanotubes with a single-walled carbon particles dispersed in N-methylpyrrolidone, a chemical compound. The second layer, the cathode, contains lithium-cobalt oxide, carbon and graphite ultrafine powder.
The third layer is a polymeric separator made of a resin (Kynar Flex), a transparent thermoplastic (PMMA) and silicon dioxide. The fourth layer, the anode comprises titanium oxide and lithium, and the fifth layer, a conductive paint based on copper, diluted with ethanol.
"The hardest thing was to achieve mechanical stability. In this, the separator has a key role. We found that the nanotubes and the cathode layers are adhered very well, but if the tab was not stable, the nanotubes desprenderiam surface. Add PMMM gave the correct tab membership, "said Neelam Singh, a research group Ajayan.
Researchers at Rice University have filed a patent for the technique, which they intend to continue studying so that you can offer better income and may be commercially released.
* With information CicloVivo: http://consumidormoderno.uol.com.br/www.ciclovivo.com.br
The lithium-ion battery is rechargeable and is applied like spray paint in layers with each layer representing the components of a conventional battery. The news was published in June in Nature Scientific Reports.
"This makes the traditional packaging of batteries give rise to a much more flexible approach that allows many kinds of new designs and possibilities of integration with electrical and electronic devices," said Pulickel Ajayan, professor of mechanical engineering and chemistry at the University Rice.
The group Ajayan experienced several alternatives to achieve represent the five layers of components in a battery, two current collectors, a cathode, an anode and a polymeric separator.
The materials were applied by compressed air in flexible materials such as polymers, ceramic tiles, glass, stainless steel and even beer mugs, to see how they adhered to each substrate.
In one experiment, nine tiles were applied with batteries connected in parallel. In one, scientists put a solar cell that converts light energy from the lab. When fully charged by the solar panel as well by an electric current, the batteries are capable of supplying a series of LEDs are lit forming the word "Rice" for six hours, with a regulating voltage of 2.4 volts.
The first layer, the positive current collector, is a mixture of carbon nanotubes with a single-walled carbon particles dispersed in N-methylpyrrolidone, a chemical compound. The second layer, the cathode, contains lithium-cobalt oxide, carbon and graphite ultrafine powder.
The third layer is a polymeric separator made of a resin (Kynar Flex), a transparent thermoplastic (PMMA) and silicon dioxide. The fourth layer, the anode comprises titanium oxide and lithium, and the fifth layer, a conductive paint based on copper, diluted with ethanol.
"The hardest thing was to achieve mechanical stability. In this, the separator has a key role. We found that the nanotubes and the cathode layers are adhered very well, but if the tab was not stable, the nanotubes desprenderiam surface. Add PMMM gave the correct tab membership, "said Neelam Singh, a research group Ajayan.
Researchers at Rice University have filed a patent for the technique, which they intend to continue studying so that you can offer better income and may be commercially released.
* With information CicloVivo: http://consumidormoderno.uol.com.br/www.ciclovivo.com.br
Sem comentários:
Enviar um comentário