Energia química é armazenada em termobateria de nanotubos

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/10/2010

Energia química é armazenada em termobateria de nanotubos

Enquanto uma bateria de lítio, com as usadas em notebooks, tem uma potência de 1 kW/kg, a bateria de nanotubos alcançou 7 kW/kg. [Imagem: Ham et al./ACS]

Alguns meses depois de ter descoberto uma nova forma de gerar energia com nanotubos de carbono, a equipe do professor Michael Strano, do MIT, sugere agora a criação de uma nova forma de armazenar energia.

“Os nanotubos de carbono continuam a nos ensinar coisas novas – a descoberta das ondas termoelétricas abriu um novo espaço para a geração de energia elétrica e para a física das ondas reativas,” disse Strano, ao apresentar a nova pesquisa em um evento científico na cidade de Albuquerque.

Formas de armazenar energia

Existem diversas formas de armazenar energia, e a forma escolhida depende das circunstâncias e das aplicações. Mas fatores como densidade de energia e densidade de potência costumam se sobressair.

Por exemplo, as baterias, que armazenam a energia separando compostos químicos, são melhores quando se trata de fornecer uma grande quantidade de energia. Já os capacitores, que armazenam a energia através da separação das cargas elétricas, são melhores para fornecer grandes potências (energia por unidade de tempo).

Seria muito bom ter as duas coisas juntas e, na verdade, há inúmeros grupos de pesquisa ao redor do mundo tentando diminuir o hiato que existe entre os dois fatores nas tecnologias atuais de armazenamento.

O que a equipe do professor Strano demonstrou agora, em escala experimental, foi a possibilidade de adicionar um combustível líquido – energia química, dentro dos nanotubos de carbono.

Para liberar a energia, basta aquecer a extremidade dos nanotubos – um processo termoelétrico. O calor cria uma reação em cadeia, e uma onda de conversão percorre os nanotubos a uma velocidade de cerca de 10 m/s.

Potência por quilo

Uma bateria de íons de lítio típica, como as usadas em computadores portáteis e celulares, tem uma densidade de potência de cerca de 1 kW/kg.

Embora os pesquisadores do MIT ainda não tenham conseguido se aproximar de tais magnitudes – sua bateria termoquímica é minúscula – eles obtiveram pulsos de descarga de energia que, quando extrapolados, representam densidades em torno de 7 kW/kg.

E um detalhe da apresentação deu um aspecto bastante promissor ao desenvolvimento: Strano afirmou já estar trabalhando com nanotubos com 1,7 nanômetro de diâmetro e 500 micrômetros de comprimento.

Ou seja, nanotubos grandes o suficientes para serem vistos a olho nu, dando boas perspectivas para o aumento da escala dos experimentos.

Ressonância coerente

“Os nanoporos de carbono”, disse ele, “nos permitem aprisionar e detectar moléculas individuais e contá-las uma a uma.” Segundo ele, esta é a primeira vez que isto foi feito, e a temperatura ambiente.

As moléculas movem-se uma por vez ao longo dos nanotubos de carbono por um processo chamado de ressonância coerente. “Isso nunca havia sido demonstrado em qualquer sistema inorgânico até hoje,” garantiu Strano, embora o mecanismo seja a base do funcionamento dos canais iônicos biológicos.

Outros trabalhos do professor Strano envolvem sensores biológicos implantáveis, sensores de nanotubos usados em células vivas, canais iônicos para dessalinização da água do mar e até uma antena que aprisiona luz, para uso em células solares.

Bibliografia:
Evidence for High-Efficiency Exciton Dissociation at Polymer/Single-Walled Carbon Nanotube Interfaces in Planar Nano-heterojunction Photovoltaics
Moon-Ho Ham, Geraldine L. C. Paulus, Chang Young Lee, Changsik Song, Kourosh Kalantar-zadeh, Wonjoon Choi, Jae-Hee Han, and Michael S. Strano
ACS Nano
October 1, 2010
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nn1019384

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Publicado em 22/10/2010, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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