Bateria biodegradável impressa em 3D

O número de microdispositivos de transmissão de dados aumentará acentuadamente nos próximos anos. Todos esses dispositivos precisam de energia, mas o número de baterias teria um grande impacto no meio ambiente. Pesquisadores desenvolveram um minicapacitor biodegradável que pode resolver o problema. A nova bateria consiste em carbono, celulose, glicerina e sal de cozinha e é fabricada usando uma impressora 3D.

O dispositivo de fabricação é uma impressora 3D modificada, disponível comercialmente, que dispensa uma mistura de nanofibras de celulose e nanocristalitos de celulose, além de carbono na forma de negro de fumo, grafite e carvão ativado. Para liquefazer tudo isso, os pesquisadores usam glicerina, água e dois tipos diferentes de álcool, além de uma pitada de sal de mesa para condutividade iônica.

Para construir um supercapacitor funcional a partir desses ingredientes, são necessárias quatro camadas, todas saindo da impressora 3D uma após a outra:um substrato flexível, uma camada condutora, o eletrodo e, finalmente, o eletrólito. A coisa toda é então dobrada como um sanduíche, com o eletrólito no centro.

O minicapacitor pode armazenar eletricidade por horas e já pode alimentar um pequeno relógio digital. Ele pode suportar milhares de ciclos de carga e descarga e anos de armazenamento, mesmo em temperaturas de congelamento, e é resistente à pressão e choque. Quando a bateria não for mais necessária, ela pode ser jogada no composto ou simplesmente deixada na natureza. Após dois meses, o capacitor terá se desintegrado, deixando apenas algumas partículas de carbono visíveis.

O material de gel não é apenas uma matéria-prima renovável e ecológica, mas sua química interna o torna extremamente versátil. O supercapacitor pode em breve se tornar um componente-chave para a Internet das Coisas. Esses capacitores podem ser carregados brevemente usando um campo eletromagnético, por exemplo, e então fornecer energia para um sensor ou um microtransmissor por horas. Isso pode ser usado, por exemplo, para verificar o conteúdo de embalagens individuais durante o transporte. Alimentar sensores em monitoramento ambiental ou agricultura também é concebível – não há necessidade de coletar essas baterias novamente, pois elas podem ser deixadas na natureza para se degradarem.

O número de microdispositivos eletrônicos também aumentará devido ao uso muito mais difundido de diagnósticos laboratoriais próximos ao paciente (testes no local de atendimento), que atualmente está crescendo. Pequenos dispositivos de teste para uso à beira do leito ou dispositivos de autoteste para diabéticos estão entre eles.