Cientistas desenvolvem tijolo que armazena energia

Quando relacionada à cena tech, a palavra "tijolo" quase sempre se refere aos grandes carregadores de notebooks e outros aparelhos, mas não desta vez: pesquisadores do laboratório de Química da Universidade Washington em St. Louis conseguiram armazenar energia em tijolos comuns, se valendo de suas características como composição e porosidade.

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Embora ainda bem preliminar, os cientistas acreditam que a pesquisa poderá no futuro viabilizar uma alternativa às baterias de íons de lítio, que usamos hoje.

Por mais estranho que a proposta soe, se pararmos para pensar ela faz sentido se nos atermos ao que é um tijolo: primeiro, a cor vermelha vem do óxido de ferro, um componente presente nas baterias modernas. Segundo, a superfície porosa do objeto permite que ele passe por um processo de revestimento, em que outros elementos possam reagir com o ferro.

A técnica desenvolvida pela equipe do dr. Hongmin Wang consiste em revestimento por vapor, em que o tijolo é aquecido e exposto a uma solução de ácido clorídrico e um composto orgânico chamado etilenodioxitiofeno, ou EDOT.

Ao evaporar, o ácido dissolve parte do ferro na superfície do tijolo, que reage com o EDOT e fora um polímero chamado poli(3,4- etilenodioxitiofeno), ou PEDOT. Este cria uma camada composta de diversas ligações microscópicas por toda a superfície do tijolo, capaz de conduzir eletricidade.

O resultado faz com que os tijolos possam armazenar uma pequena carga, mas ao invés de se assemelharem a baterias, eles ficariam mais próximos de um supercapacitor, sendo capazes de armazenar e injetar uma potência bastante elevada em um curto espaço de tempo.

Dispositivos do tipo são usados em sistemas de frenagem regenerativa, como de trens, carros, ônibus e elevadores, onde armazenam energia cinética (movimento) e a disponibilizam quando necessária; o tijolo elétrico armazena cargas estáticas, enquanto baterias geram energia através de processos químicos.

Os pesquisadores fizeram vários testes com os tijolos, ligando-os em série ou em paralelo, para testar sua eficiência. Em um deles, exibido no vídeo abaixo, três unidades do tamanho de cubos de açúcar ligados em série alimentaram um LED por 11 minutos (tempo que levou para a tensão cair para abaixo dos 2,5 V necessários), após receberem uma carga de 15 segundos.

Tijolo elétrico poderia concorrer com baterias de lítio

Por enquanto, a densidade energética dos tijolos revestidos com PEDOT é muito baixa: uma parede completa entregaria 1,6 Wh por metro quadrado, cerca de 1% da de uma bateria de íons de lítio, usada em celulares e sistemas domésticos, como os de iluminação solar, onde a técnica seria adequada.

A equipe acredita, no entanto, que a capacidade dos tijolos poderá ser aumentada em até 10x com a adição de óxidos metálicos no processo de revestimento, e no futuro, até mesmo igualar a densidade à de uma bateria de lítio, oferecendo vantagens principalmente por conta do custo, que seria bem menor.

Claro que ninguém vai colocar um tijolo no celular, mas transformar uma casa em um supercapacitor, com suas paredes fornecendo energia para diversos recursos, não seria uma má ideia, caso se prove como algo realmente viável.

Referências bibliográficas

WANG, H. et al. Energy storing bricks for stationary PEDOT supercapacitors. Nature Communications, Número 11, Artigo Nº 3.882 (2020), 9 páginas, 11 de agosto de 2020.

Com informações: Nature Communications, Ars Technica